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Dokumentenidentifikation DE10061224A1 28.06.2001
Titel Bilderzeugungsmedium
Anmelder Asahi Kogaku Kogyo K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Suzuki, Minoru, Tokio/Tokyo, JP;
Shimbo, Kazuyuki, Tokio/Tokyo, JP;
Igari, Yutaka, Iwaki, Fukushima, JP
Vertreter Schaumburg und Kollegen, 81679 München
DE-Anmeldedatum 08.12.2000
DE-Aktenzeichen 10061224
Offenlegungstag 28.06.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.06.2001
IPC-Hauptklasse B41M 5/28
IPC-Nebenklasse B41M 5/165   B41M 5/30   
Zusammenfassung Ein Bilderzeugungsmedium enthält ein Papierblatt, auf das eine Mikrokapselschicht aufgebracht ist. Die Mikrokapselschicht besteht aus einem Bindermaterial und mehreren Mikrokapseln, die mit Farbstoff gefüllt und gleichmäßig in dem Bindermaterial verteilt sind. Das Bindermaterial hat einen vorbestimmten thermischen Schmelzpunkt. Die Mikrokapseln haben eine derartige Brechdruck-Charakteristik, dass sie bei thermischer Erweichung oder Schmelzung des Bindermaterials bei einem vorbestimmten Druck gequetscht und gebrochen werden. Bei Verwendung eines auf einem Leuko-Pigment basierenden Farbstoffs wird das Bindermaterial durch einen Farbentwickler ersetzt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Bilderzeugungsmedium, das mit einer Schicht aus mit Farbstoff gefüllten Mikrokapseln überzogen ist, auf der ein Bild erzeugt wird, indem die in der Mikrokapselschicht vorhandenen Mikrokapseln selektiv gebrochen werden.

In einem mit einer Schicht aus mit Farbstoff oder Tinte gefüllten Mikrokapseln überzogenen Bilderzeugungsmedium herkömmlicher Art besteht die Hülle einer jeden Mikrokapsel aus einem geeigneten durch Licht härtbaren Kunstharz. Indem die Mikrokapselschicht mit Lichtstrahlen entsprechend Bildpixelsignalen belichtet wird, wird auf ihr ein optisches Bild aufgezeichnet und als latentes Bild erzeugt. Das latente Bild wird dann durch Ausüben eines Drucks auf die Mikrokapselschicht entwickelt. Die den Lichtstrahlen nicht ausgesetzten Mikrokapseln werden gebrochen, wodurch die Farbe oder die Tinte aus diesen Mikrokapseln austritt und das latente Bild durch den ausgetretenen Farbstoff oder die Tinte entwickelt wird.

Das herkömmliche Bilderzeugungsmedium muss lichtdicht verpackt werden, wodurch viel Abfall verursacht wird. Ferner darf das Bilderzeugungsmedium wegen der Weichheit der unbelichteten Mikrokapseln keinem zu hohen Druck ausgesetzt werden, denn dies würde zu einem unerwünschten Austritt der Farbe oder Tinte führen.

Es ist auch ein Bilderzeugungsmedium anderen Typs bekannt, das mit einer Schicht aus Mikrokapseln überzogen ist, die mit verschiedenen, auf dem Diazopigment basierenden Farben oder Tinten gefüllt sind. Diese Farben oder Tinten sind bei normaler Umgebungstemperatur durchsichtig, entwickeln jedoch bei einer bestimmten Temperatur eine monochromatische Farbe. Die verschiedenen Farben werden auf der Mikrokapselschicht selektiv entwickelt, indem letztere selektiv bestimmten Temperaturen ausgesetzt wird. Die entwickelte Farbe muss dann durch Bestrahlen mit Licht einer bestimmten Wellenlänge fixiert werden. Ein Farbbilderzeugungssystem diesen Typs ist kostspielig, da eine zusätzliche Bestrahlungseinrichtung zum Fixieren der entwickelten Farbe benötigt wird und wegen dieser zusätzlichen Bestrahlungseinrichtung der Verbrauch an elektrischem Strom zunimmt. Da für jede Farbe ein Heizprozess für die Farbentwicklung und ein Bestrahlungsprozess zum Fixieren einer entwickelten Farbe erforderlich ist, wird außerdem eine schnelle Farbbilderzeugung auf dem Bilderzeugungsmedium erschwert.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bilderzeugungsmedium mit einer Schicht aus mit Farbstoff oder Tinte gefüllten Mikrokapseln anzugeben, das eine schnelle und kostengünstige Bilderzeugung auf der Mikrokapselschicht unter Vermeidung großer Abfallmengen an Verpackungsmaterial ermöglicht und ohne besondere Vorkehrungen gehandhabt werden kann.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung angegeben.

Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt eines ein erstes Ausführungsbeispiel darstellenden Bilderzeugungsmediums mit einer Mikrokapselschicht, die einen ersten, einen zweiten und einen dritten Schichtbereich zum Erzeugen eines vollständigen Farbbildes enthält,

Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt des dritten Schichtbereichs des in Fig. 1 gezeigten Bilderzeugungsmediums,

Fig. 3 den vergrößerten Querschnitt des zweiten Schichtbereichs des in Fig. 1 gezeigten Bilderzeugungsmediums,

Fig. 4 den vergrößerten Querschnitt eines dritten Schichtbereichs des in Fig. 1 gezeigten Bilderzeugungsmediums,

Fig. 5 einen Graphen mit drei Primärfarbentwicklungsbereichen, die für das erste Ausführungsbeispiel des Bilderzeugungsmediums nach Fig. 1 festgelegt sind,

Fig. 6 den Querschnitt eines zum Erzeugen eines vollständigen Farbbildes auf dem in Fig. 1 gezeigten Bilderzeugungsmedium bestimmten Zeilenfarbdruckers,

Fig. 7 ein bruchstückhaftes Blockdiagramm mit mehreren Thermoköpfen sowie hierfür bestimmten Treiberschaltungen, die in dem Farbdrucker nach Fig. 6 enthalten sind,

Fig. 8 das Eindringen eines elektrischen Widerstandselementes eines ersten Thermokopfes in den ersten Schichtbereich zum Entwickeln eines Cyan-Punktes auf dem Bilderzeugungsmedium nach Fig. 1 in einer Querschnittsdarstellung,

Fig. 9 das Eindringen eines elektrischen Widerstandselementes eines zweiten Thermokopfes in den ersten und den zweiten Schichtbereich zur Erzeugung eines Magenta-Punktes auf dem Bilderzeugungsmedium nach Fig. 1 in einer Querschnittsdarstellung,

Fig. 10 das Eindringen eines elektrischen Widerstandselementes eines dritten Thermokopfes in den ersten, den zweiten und den dritten Schichtbereich zum Entwickeln eines Gelb-Punktes auf dem Bilderzeugungsmedium nach Fig. 1 in einer Querschnittsdarstellung,

Fig. 11 den Querschnitt eines ein zweites Ausführungsbeispiel darstellenden Bilderzeugungsmediums mit einer Mikrokapselschicht, die einen ersten, einen zweiten und einen dritten Schichtbereich zum Erzeugen eines vollständigen Farbbildes enthält,

Fig. 12 den vergrößerten Querschnitt des dritten Schichtbereichs des in Fig. 11 gezeigten Bilderzeugungsmediums,

Fig. 13 den vergrößerten Querschnitt des zweiten Schichtbereichs des in Fig. 11 gezeigten Bilderzeugungsmediums,

Fig. 14 den vergrößerten Querschnitt des ersten Schichtbereichs des in Fig. 11 gezeigten Bilderzeugungsmediums,

Fig. 15 einen Graphen mit drei Primärfarbentwicklungsbereichen, die für das zweite Ausführungsbeispiel des Bilderzeugungsmediums nach Fig. 11 festgelegt sind,

Fig. 16 das Eindringen eines elektrischen Widerstandselementes des ersten Thermokopfes in den ersten Schichtbereich zum Entwickeln eines Cyan-Punktes auf dem in Fig. 11 gezeigten Bilderzeugungsmedium in einer Querschnittsdarstellung,

Fig. 17 das Eindringen eines elektrischen Widerstandselementes des zweiten Thermokopfes in den ersten und den zweiten Schichtbereich zum Entwickeln eines Magenta-Punktes auf dem in Fig. 11 gezeigten Bilderzeugungsmedium in einer Querschnittsdarstellung,

Fig. 18 das Eindringen eines elektrischen Widerstandselementes des dritten Thermokopfes in den ersten, den zweiten und den dritten Schichtbereich zum Entwickeln eines Gelb-Punktes auf dem in Fig. 11 gezeigten Bilderzeugungsmedium,

Fig. 19 ein ein drittes Ausführungsbeispiel darstellendes Bilderzeugungsmedium mit einer Einzelschicht aus Cyan-, Magenta- und Gelb- Mikrokapseln zum Erzeugen eines vollständigen Farbbildes,

Fig. 20 den Querschnitt einer in dem Bilderzeugungsmedium nach Fig. 19 verwendeten Magenta-Mikrokapsel in einer äußeren Hüllenwand aus Wachs,

Fig. 21 den Querschnitt der Magenta-Mikrokapsel nach Fig. 20 ohne der äußeren Hüllenwand aus Wachs,

Fig. 22 einen Graphen mit drei Primärfarbentwicklungsbereichen, die für das dritte Ausführungsbeispiel des Bilderzeugungsmediums nach Fig. 19 festgelegt sind, und

Fig. 23 das Eindringen eines elektrischen Widerstandselementes des ersten, des zweiten oder des dritten Thermokopfes in die Mikrokapseleinzelschicht zum Entwickeln eines Cyan-, Magenta- oder Gelb- Punktes auf dem Bilderzeugungsmedium nach Fig. 19.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bilderzeugungsmediums 10. Das Bilderzeugungsmedium 10 enthält ein blattförmiges Substrat, z. B. ein Papierblatt 12, und eine darauf ausgebildete Schicht aus Mikrokapseln 14. Um in diesem Ausführungsbeispiel ein vollständiges Farbbild auf der Mikrokapselschicht 14 zu erzeugen, hat letztere einen dreilagigen Aufbau. Die Mikrokapselschicht 14 enthält einen ersten Schichtbereich 16C zum Erzeugen eines Cyan-Bildes, einen zweiten Schichtbereich 16M zum Erzeugen eines Magenta-Bildes und einen dritten Schichtbereich 16Y zum Erzeugen eines Gelb- Bildes. Bei der Fertigung des Bilderzeugungsmediums 10 wird zunächst der dritte Schichtbereich 16Y auf dem Papierblatt 12, dann der zweite Schichtbereich 16M auf dem dritten Schichtbereich 16Y und schließlich der erste Schichtbereich 16C auf dem zweiten Schichtbereich 16M ausgebildet.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, ist der dritte Schichtbereich 16Y so aufgebaut, dass mehrere mit gelber Farbe oder Tinte gefüllte Mikrokapseln 18Y gleichmäßig in einer "steinwandartigen" Anordnung von Wachs-Binderteilchen 20 verteilt sind. Mit "steinwandartiger" Anordnung oder "Steinwandstruktur" ist eine Lücken aufweisende Anordnung bzw. Struktur von Teilchen gemeint, die wie in einer aus Steinen aufgebauten Wand angeordnet sind. Diese Anordnung oder Struktur wird im folgenden als "poröse" Anordnung bzw. "poröse" Struktur bezeichnet.

Die Hüllenwand einer jeden Mikrokapsel 18A besteht aus einem geeigneten Aminoharz (lichthärtendes Kunstharz), das in der gleichen Farbe, üblicherweise weiß, wie das Papierblatt 12 gefärbt ist. Der in jeder Mikrokapsel 18Y enthaltene gelbe Farbstoff ist als gelber Ölfarbstoff zubereitet, der aus einem durchsichtigen Öl besteht, das wiederum etwa 10 Gew.-% an Gelbpigment enthält. Als durchsichtiges Öl wird 2,7-Di-isopropylnaphthalin verwendet, das einen Siedepunkt von etwa 300°C hat und als KMC-113 von Rütgers Kureha Solvents (RKS) GmbH beziehbar ist. Als Gelbpigment wird Benzingelb G verwendet.

Um die Mikrokapseln 18Y zu fertigen, wird ein Polymerisationsverfahren eingesetzt, z. B. Grenzflächenpolymerisation, in-situ-Polymerisation oder dergleichen. Das Polymerisationsverfahren ist beispielsweise in den ungeprüften japanischen Patentveröffentlichungen 58-33492 und 58-82785 beschrieben. Die Mikrokapseln 18Y haben einen mittleren Durchmesser von etwa 9 µ bis 10 µ. Die Dicke der Hüllenwand einer jeden Mikrokapsel 18Y ist so bemessen, dass die Mikrokapsel 18Y bei einer mit einer Schub- oder Scherkraft einhergehenden Druckbeaufschlagung von mehr als 0,02 MPa gequetscht und gebrochen wird.

Für die Wachs-Binderteilchen 20 wird Polypropylenwachspulver verwendet, das als PPW-5 von SEISHIN K. K. beziehbar ist. Das Polypropylenwachspulver PPW-5 hat einen mittleren Durchmesser von etwa 3 µ bis 5 µ und einen thermischen Schmelzpunkt von etwa 150°C. Das Polypropylenwachspulver ist weiß.

Der dritte Schichtbereich 16Y mit seiner porösen Struktur wird in folgenden Prozessen hergestellt:

  • 1. 10 g Polypropylenwachspulver PPW-5 und 10 g Mikrokapseln 18Y werden mit 100 g wässriger Lösung einer 3 gew.-%-igen von Polyvinylalkohol (Polymerisationsgrad: 2000) und einer geringen Menge an Dispergiermittel (z. B. Dodecylbenzolsulfonnatrium oder dergleichen). Diese Mischung wird dann zu einer Suspension gerührt.
  • 2. Das Papierblatt 12 wird dann mittels einer Spritzpistole mit der Suspension mit etwa 3 g bis 5 g pro m2 überzogen und die aufgebrachte Schicht dann auf natürlichem Wege getrocknet. Ist die Schicht vollständig getrocknet, so werden die Wachs-Binderteilchen 20 (Polypropylenwachspulver) provisorisch über ein Polyvinyl-Haftmittel (PVA) miteinander verklebt.
  • 3. Das getrocknete, die aufgebrachte Schicht tragende Papierblatt 12 wird für etwa 15 Minuten bei einer Temperatur von etwa 145°C, die unter dem Schmelzpunkt (150°C) des Polypropylenwachspulvers (PPW-5) liegt, in einem Ofen erhitzt, wobei die Wachs-Binderteilchen (Polypropylenwachspulver) peripher miteinander verschmelzen. Die Wachs-Binderteilchen 20 haften nämlich thermisch aneinander, ohne vollständig miteinander verschmolzen zu sein, da die Temperatur von 145°C etwas geringer als der Schmelzpunkt (150°C) des Polypropylenwachspulvers ist. Dadurch wird der dritte Schichtbereich 16Y mit seiner in den Fig. 1 und 2 dargestellten porösen Struktur hergestellt.

Der Heizprozess, durch den die Wachs-Binderteilchen 20 auf thermischem Wege in Haftung zueinander gebracht werden, stärkt die poröse Struktur des dritten Schichtbereichs 16Y. Ist jedoch die Stärke oder Festigkeit der porösen Struktur schon nach dem natürlichen Trocknungsvorgang der Polyvinylalkohol-Lösung (PVA) oder einer anderen Haftmittellösung ausreichend, so kann auf den Heizprozess verzichtet werden.

Da die Wachs-Binderteilchen 20 nicht vollständig miteinander verschmolzen sind, bleiben in der porösen Struktur des dritten Schichtbereichs 16Y zwischen den Binderteilchen 20 feine Zwischenräume oder Poren zurück, wie in den Fig. 1 und 2 übertrieben dargestellt ist. Da in diesem Ausführungsbeispiel das spezifische Gewicht der Mikrokapseln 18Y größer als das der Wachs-Binderteilchen 20 ist, versinken die Mikrokapseln 18Y in der porösen Struktur unter den Wachs- Binderteilchen 20.

So lange die Wachs-Binderteilchen 20 in dem wie oben erläutert ausgebauten Schichtbereich 16Y fest sind, d. h. sich im festen Aggregatzustand befinden, d. h. der dritte Schichtbereich 16Y einer Temperatur ausgesetzt wird, die den Schmelzpunkt (150°C) des Polypropylenwachspulvers übersteigt, können die Mikrokapseln 18Y selbst bei einem auf den dritten Schichtbereich 16Y ausgeübten, mit einer Schub- oder Scherkraft einhergehenden Druck von mehr als 0,02 MPa nicht gequetscht und gebrochen werden, da die Mikrokapseln 18Y wegen der vorhandenen porösen Struktur der Wachs-Binderteilchen 20 nicht direkt dem Brechdruck ausgesetzt werden können.

Wird der Schichtbereich 16Y jedoch einer Temperatur höher als der Schmelzpunkt (150°C) des Polypropylenwachspulvers ausgesetzt, so schmelzen die Wachs-Binderteilchen 20 und die poröse Struktur bricht zusammen. Wird anschließend ein Brechdruck von mehr als 0,02 MPa mit einer Schubkraft auf den dritten Schichtbereich 16Y ausgeübt, so sind die Mikrokapseln 18Y dem Brechdruck direkt ausgesetzt, wodurch sie brechen.

Wie schematisch in den Fig. 1 und 3 dargestellt, hat auch der zweite Schichtbereich 16M eine poröse Struktur, in der mehrere mit Magenta-Tinte oder -farbstoff gefüllte Mikrokapseln und mehrere Abstandsteilchen 22 gleichmäßig in einer porösen Anordnung von Wachs-Binderteilchen 24 verteilt sind.

Entsprechend den Mikrokapseln 18Y besteht die Hüllenwand einer jeden Mikrokapsel 18M aus einem geeigneten weiß gefärbten Aminoharz und ist der in den Mikrokapseln 18M enthaltene Magenta-Farbstoff als Magenta-Ölfarbstoff zubereitet, der aus etwa 10 Gew.-% an Magenta-Pigment enthaltendem, durchsichtigem Öl besteht. Als transparentes Öl wird KMC-113 und als Magenta-Pigment Rhodamin-Pigmentfarbstoff T verwendet.

Auch die Mikrokapseln 18M können nach dem oben erwähnten Polymerisationsverfahren hergestellt werden. Die Mikrokapseln 18M haben einen mittleren Durchmesser von etwa 6 µ bis 7 µ. Die Dicke der Hüllenwand einer jeden Mikrokapsel 18M ist so bemessen, dass die Mikrokapsel 18M gequetscht und gebrochen wird, wenn sie einem mit einer Schubkraft einhergehenden Druck von mehr als 0,2 MPa ausgesetzt wird. Die Abstandsteilchen 22 bestehen aus Hydroxylapatit und haben einen mittleren Durchmesser von etwa 8 µ bis 9 µ, der damit größer ist als der mittlere Durchmesser der Mikrokapseln 18M.

Für die Wachs-Binderteilchen 24 wird mikrokristallines Wachspulver verwendet, das als CWP-3 von SEISHIN K. K; erhältlich ist. Das mikrokristalline Wachspulver CWP-3 hat einen mittleren Durchmesser von 3 µ bis 5 µ und einen thermischen Schmelzpunkt von etwa 108°C. Das mikrokristalline Wachspulver ist weiß.

Die poröse Struktur des zweiten Schichtbereichs 16M wird durch folgende Prozesse erzeugt:

  • 1. 10 g mikrokristallines Wachspulver CWP-3, 10 g Mikrokapseln 18M und 5 g Abstandsteilchen 22 werden mit 100 g 3 gew.-%iger wässriger Lösung von Polyvinylalkohol (PVA) (Polymerisationsgrad: 2000) gemischt, die eine geringe Menge an Dispergiermittel, z. B. Dodecylbenzolsulfonnatrium oder dergleichen, enthält. Diese Mischung wird dann zu einer Suspension gerührt.
  • 2. Der vorher auf das Papierblatt 12 aufgebrachte Schichtbereich 16Y wird mittels einer Spritzpistole mit der Suspension mit 2 g bis 4 g pro m2 überzogen und die so erzeugte Schicht anschließend auf natürlichem Wege getrocknet. Ist das Trocknen abgeschlossen, so werden die Wachsbinderteilchen 24 (mikrokristallines Wachspulver) provisorisch durch das Polyvinylalkohol-Haftmittel (PVA) miteinander verklebt.
  • 3. Das getrocknete Papierblatt 12 und der die aufgebrachte Schicht tragende Schichtbereich 16Y werden für 15 Minuten bei einer Temperatur von etwa 100°C, die unter dem Schmelzpunkt (108°C) des mikrokristallines Wachspulvers CWP-3 liegt, in dem Ofen erhitzt, wodurch die Wachs-Binderteilchen 24 (mikrokristallines Wachspulver) peripher miteinander verschmelzen. Die Wachs-Binderteilchen 24 haften nämlich auf thermischem Wege aneinander, ohne vollständig miteinander verschmolzen zu sein, da die Heiztemperatur (103°C) etwas niedriger als der Schmelzpunkt (108°C) des mikrokristallinen Wachspulvers ist. Auf diese Weise wird der zweite Schichtbereich 16M mit seiner porösen Struktur hergestellt, die in den Fig. 1 und 3 gezeigt ist.

Wie bei dem dritten Schichtbereich 16Y stärkt der Heizprozess, der für das thermische Aneinanderhaften der Wachs-Binderteilchen 24 sorgt, die poröse Struktur des zweiten Schichtbereichs 16M. Wenn schon durch den Polyvinylalkohol (PVA) oder ein anderes Haftmittel für eine ausreichende Stärke der porösen Struktur gesorgt ist, kann natürlich auf den Heizprozess verzichtet werden.

Da die Wachs-Binderteilchen 24 nicht vollständig miteinander verschmolzen sind, verbleiben in der porösen Struktur des zweiten Schichtbereichs 16M zwischen den Binderteilchen 24 feine Zwischenräume und Poren, die in den Fig. 1 und 3 übertrieben dargestellt sind. Da das spezifische Gewicht der Mikrokapseln 18M und der Abstandsteilchen 22 größer als das der Wachs-Binderteilchen 24 ist, sinken die Mikrokapseln 18M und die Abstandsteilchen 22 in der porösen Struktur unter die Wachs-Binderteilchen 24.

So lange die Wachs-Binderteilchen 24 fest sind, d. h. so lange der zweite Schichtbereich 16M keiner Temperatur ausgesetzt wird, die den Schmelzpunkt (108°C) des mikrokristallinen Wachspulvers übersteigt, können die Mikrokapseln 18M selbst dann nicht gequetscht und gebrochen werden, wenn über eine Schubkraft ein Druck größer als 0,2 MPa auf den zweiten Schichtbereich 16M ausgeübt wird, da die Mikrokapseln 18M wegen der vorhandenen porösen Struktur der Binderteilchen 24 nicht direkt dem Brechdruck ausgesetzt sind.

Wird jedoch der zweite Schichtbereich 16M einer Temperatur ausgesetzt, die den Schmelzpunkt (108°C) des mikrokristallinen Wachspulvers CWP-3 übersteigt, so schmelzen die Wachs-Binderteilchen 24, was zum Zusammenbruch der porösen Struktur führt. Wird auf den zweiten Schichtbereich 16M über eine Schubkraft in Druck größer als 0,2 MPa ausgeübt, so sind die Mikrokapseln 18M in Folge des Zusammenbruchs der porösen Struktur der Binderteilchen 24 dem Brechdruck direkt ausgesetzt, was zum Brechen der Mikrokapseln 18M führt.

Die Funktion der Abstandsteilchen 22, die in dem zweiten Schichtbereich 16M verteilt sind, wird später im Detail erläutert.

Wie in den Fig. 1 und 4 schematisch dargestellt, hat auch der erste Schichtbereich 16C eine poröse Struktur, in der mehrere mit Cyan-Farbstoff oder -tinte gefüllte Mikrokapseln sowie mehrere Abstandsteilchen 26 gleichmäßig in einer porösen Anordnung von Wachs-Binderteilchen 28 verteilt sind.

Entsprechend den Mikrokapseln 18Y und 18M besteht die Hüllenwand einer jeden Mikrokapsel 18C aus einem geeigneten, weiß gefärbten Aminoharz. Der in jeder Mikrokapsel 18C enthaltene Cyan-Farbstoff ist als Cyan-Ölfarbstoff zubereitet, der aus einem durchsichtigen, etwa 10 Gew.-% an Cyan-Pigment enthaltenden Öl besteht. Als durchsichtiges Öl wird KMC-113 und als Cyan-Pigment Phthalocyaninblau verwendet.

Auch die Mikrokapseln 18C können nach dem oben genannten Polymerisationsverfahren gefertigt werden. Die Mikrokapseln 18C haben einen mittleren Durchmesser von etwa 3 µ bis 4 µ. Die Dicke ihrer Hüllenwand ist so bemessen, dass die Mikrokapsel 18C gequetscht und gebrochen wird, wenn sie mit einer Schubkraft einem Druck von mehr als 2,0 MPa ausgesetzt wird. Die Abstandsteilchen 26 bestehen aus Hydroxylapatit und haben einen mittleren Durchmesser von etwa 5 µ bis 6 µ, der damit größer als der mittlere Durchmesser der Mikrokapseln 18C ist.

Für die Wachs-Binderteilchen 28 wird Paraffinwachspulver verwendet. Das Paraffinwachspulver hat einen mittleren Durchmesser von etwa 1 µ bis 3 µ und einen thermischen Schmelzpunkt von etwa 73°C. Das Paraffinwachspulver erhält man beispielsweise durch Pulverisieren von Paraffinwachsmaterial mittels einer geeigneten Strahlmühle. Das Paraffinwachspulver ist weiß gefärbt.

Die poröse Struktur des ersten Schichtbereichs 16C wird durch folgende Prozesse erzeugt.

  • 1. 10 g Paraffinwachspulver 28, 10 g Mikrokapseln 18C und 5 g Abstandsteilchen 26 werden mit 100 g 3 gew.-%iger wässriger Lösung von Polyvinylalkohol (PVA) (Polymerisationsgrad: 2000) gemischt, die eine geringe Menge an Dispergiermittel enthält, z. B. Dodecylbenzolsulfonnatrium oder dergleichen. Dies Mischung wird dann zu einer Suspension gerührt.
  • 2. Die auf dem Papierblatt 12 ausgebildeten Schichtbereiche 16M und 16Y werden mittels einer Spritzpistole mit der Suspension mit etwa 1 g bis 3 g pro m2 überzogen. Die aufgebrachte Schicht wird dann auf natürlichem Wege getrocknet. Ist sie vollständig getrocknet, so werden die Wachs-Binderteilchen 28 (Paraffinwachspulver) mit einem Polyvinylalkohol-Haftmittel (PVA) provisorisch miteinander verklebt.
  • 3. Das getrocknete Papierblatt 12 und die die aufgebrachte Schicht tragenden Schichtbereiche 16M und 16Y werden für 15 Minuten bei einer Temperatur von etwa 68°C, die unter dem Schmelzpunkt (73°C) des Paraffinwachspulvers liegt, in dem Ofen erhitzt, wodurch die Wachs-Binderteilchen 28 (Paraffinwachspulver) peripher miteinander verschmelzen. Die Binderteilchen 28 haften also auf thermischem Wege aneinander, ohne vollständig miteinander verschmolzen zu sein, da die Temperatur von 68°C etwas unter dem Schmelzpunkt (73°C) des Paraffinwachspulvers liegt. Auf diese Weise wird der erste Schichtbereich 16C mit seiner in den Fig. 1 und 4 dargestellten porösen Struktur hergestellt.

Wie dies auch für die Schichtbereiche 16M und 16Y gilt, stärkt der Heizprozess, der für die thermische Haftung der Binderteilchen 28 untereinander sorgt, die poröse Struktur des ersten Schichtbereichs 16C. Erreicht man schon durch das Polyvinylalkohol-Haftmittel (PVA) oder ein anderes Haftmittel eine ausreichende Stärke der porösen Struktur, so kann selbstverständlich auf den Heizprozess verzichtet werden.

Da die Wachs-Binderteilchen 28 nicht vollständig geschmolzen sind, verbleiben in der porösen Struktur des ersten Schichtbereichs 16C zwischen den Binderteilchen 28 feine Zwischenräume oder Poren, die in den Fig. 1 und 4 übertrieben dargestellt sind. Da das spezifische Gewicht der Mikrokapseln 18C und der Abstandsteilchen 26 größer als das der Binderteilchen 28 ist, sinken die Mikrokapseln 18C und die Abstandsteilchen 26 in der porösen Struktur unter die Binderteilchen 28.

So lange die Binderteilchen 28 fest sind, d. h. der erste Schichtbereich 16C nicht einer Heiztemperatur ausgesetzt wird, die den Schmelzpunkt (73°C) des Paraffinwachspulvers 28 übersteigt, können mit diesem Aufbau des Schichtbereichs 16C die Mikrokapseln 18C selbst dann nicht gequetscht und gebrochen werden, wenn mit einer Schubkraft ein Druck von mehr als 2,0 MPa auf den Schichtbereich 16C ausgeübt wird, da die Mikrokapseln 18C in Folge der porösen Struktur der Binderteilchen 28 nicht direkt dem Brechdruck ausgesetzt sind.

Wird jedoch der erste Schichtbereich 16C einer Temperatur ausgesetzt, die über dem Schmelzpunkt (73°C) des Paraffinwachspulvers liegt, so schmelzen die Binderteilchen 28 thermisch und die poröse Struktur der Binderteilchen 28 bricht zusammen. Wird mit einer Schubkraft ein Brechdruck von mehr als 2,0 MPa auf den ersten Schichtbereich 16C ausgeübt, so sind die Mikrokapseln 18C in Folge des Zusammenbruchs der porösen Struktur der Binderteilchen 28 dem Brechdruck direkt ausgesetzt, was zum Brechen der Mikrokapseln 18C führt.

Die Funktion der Abstandsteilchen 26, die in dem ersten Schichtbereich 16C verteilt sind, wird später im Detail erläutert.

Die Mikrokapseln 18C, 18M und 18Y, die in dem ersten, dem zweiten bzw. dem dritten Schichtbereich 16C, 16M, 16Y der Mikrokapselschicht 14 enthalten sind, werden gemäß der Temperatur/Brechdruck-Charakteristik gequetscht und gebrochen, die in dem Graphen nach Fig. 5 dargestellt ist.

In dem Graphen nach Fig. 5 ist eine kritische Brechdruckkurve der Cyan- Mikrokapseln 18C mit PC1 bezeichnet. Die Cyan-Mikrokapseln 18C werden unter Raumtemperatur gequetscht und gebrochen, während sie mit der Schubkraft einem den kritischen Brechdruck von 2,0 MPa übersteigenden Druck ausgesetzt werden. Der kritische Brechdruck nimmt jedoch mit Temperaturanstieg ab, wie die kritische Brechdruckkurve PC1 zeigt.

In dem Graphen nach Fig. 5 bezeichnet weiterhin PM1 eine kritische Brechdruckkurve der Magenta-Mikrokapseln 18M. Die Magenta-Mikrokapseln 18M werden unter Raumtemperatur gequetscht und gebrochen, wenn sie mit der Schubkraft einem den kritischen Brechdruck von 0,2 MPa übersteigenden Druck ausgesetzt werden. Der kritische Brechdruck nimmt jedoch mit Temperaturanstieg ab, wie die kritische Brechdruckkurve PM1 zeigt.

Schließlich bezeichnet PY1 in dem Graphen nach Fig. 5 eine kritische Brechdruckkurve der Gelb-Mikrokapseln 18Y. Die Gelb-Mikrokapseln 18Y werden unter Raumtemperatur gequetscht und gebrochen, während sie mit der Schubkraft einem den kritischen Brechdruck von 0,02 MPa übersteigenden Druck ausgesetzt werden. Der kritische Brechdruck nimmt jedoch mit Temperaturanstieg ab, wie die kritische Brechdruckkurve PY1 zeigt.

In dem Graphen nach Fig. 5 ist der Temperatur/Druck-Bereich für das Quetschen und Brechen der Cyan-Mikrokapseln 18C durch einen schraffierten Cyan- Entwicklungsbereich C1 dargestellt, der durch die kritische Brechdruckkurve PC1, den Schmelzpunkt (73°C) des Paraffinwachspulvers 28 und den Schmelzpunkt (108°C) des mikrokristallinen Wachspulvers festgelegt ist. Entsprechend ist der Temperatur/Druck-Bereich für das Quetschen und Brechen der Magenta- Mikrokapseln 18M durch einen schraffierten Magenta-Entwicklungsbereich M1 dargestellt, der durch die kritische Brechdruckkurve PM1, den Schmelzpunkt (108°C) des mikrokristallinen Wachspulvers 24 und den Schmelzpunkt (150°C) des Polypropylenwachspulvers 20 festgelegt ist. Schließlich ist der Temperatur/Druck-Bereich für das Quetschen und Brechen der Gelb-Mikrokapseln 18Y durch einen schraffierten Gelb-Entwicklungsbereich Y1 dargestellt, der durch die kritische Brechdruckkurve PY1 und den Schmelzpunkt (150°C) des Polypropylenwachspulvers 20 festgelegt ist.

Durch geeignete Wahl von Heiztemperatur und Brechdruck, die lokal auf die Mikrokapselschicht 14 des Bilderzeugungsmediums 10 einwirken, können die Mikrokapseln 18C, 18M und 18Y in dem lokalen Bereich des Bilderzeugungsmediums, auf den Temperatur und Druck einwirken, selektiv gequetscht und gebrochen werden.

Werden beispielsweise, wie in Fig. 5 gezeigt, eine Heiztemperatur T1 und ein Brechdruck P3 so ausgewählt, dass sie in den schraffierten Cyan- Entwicklungsbereich C1 fallen, und wird das Bilderzeugungsmedium 10 lokal dieser Heiztemperatur und diesem Brechdruck ausgesetzt, so werden in dem lokalen Bereich des Bilderzeugungsmediums, welcher der Heiztemperatur T1 und dem Brechdruck P3 ausgesetzt ist, nur die Cyan-Mikrokapseln 18C gequetscht und gebrochen, was zum Austreten des Cyan-Farbstoffs aus den gequetschten und gebrochenen Mikrokapseln 18C führt.

Werden, wie ebenfalls in Fig. 5 gezeigt, eine Heiztemperatur T2 und ein Brechdruck P2 so ausgewählt, dass sie in den schraffierten Magenta- Entwicklungsbereich M1 fallen, und lokal dem Bilderzeugungsmedium beaufschlagt, so werden in dem lokalen Bereich des Bilderzeugungsmediums 10, auf den die Heiztemperatur T2 und der Brechdruck P2 einwirken, lediglich die Magenta-Mikrokapseln 18M gequetscht und gebrochen, was zum Austritt des Magenta- Farbstoffs aus den gequetschten und gebrochenen Mikrokapseln 18M führt.

Werden, wie ebenfalls in Fig. 5 gezeigt, eine Heiztemperatur T3 und ein Brechdruck P1 so ausgewählt, dass sie in den schraffierten Gelb-Entwicklungsbereich Y1 fallen, und lokal dem Bilderzeugungsmedium 10 beaufschlagt, so werden in dem lokalen Bereich des Bilderzeugungsmediums 10, auf den die Heiztemperatur T3 und der Brechdruck P1 einwirken, lediglich die Gelb-Mikrokapseln 18Y gequetscht und gebrochen, was zum Austritt des Gelb-Farbstoffs aus den gequetschten und gebrochenen Mikrokapseln 18Y führt.

In diesem Ausführungsbeispiel sind die Heiztemperaturen T1, T2 und T3 auf 90°C, 130°C bzw. 170°C und die Brechdrücke P1, P2 und P3 auf 0,1 MPa, 1,0 MPa bzw. 3,0 MPa eingestellt.

Fig. 6 zeigt einen als Zeilendrucker ausgebildeten Farbdrucker, der auf dem Bilderzeugungsmedium 10 ein vollständiges Farbbild erzeugt.

Der Farbdrucker hat ein rechtwinkliges, quaderförmiges Gehäuse 30 mit einer Eintrittsöffnung 32, die in einer Deckwand des Gehäuses 30 ausgebildet ist, und eine Austrittsöffnung 34, die in einer Seitenwand des Gehäuses 30 ausgebildet ist. Das Bilderzeugungsmedium 10 wird durch die Eintrittsöffnung 32 in das Gehäuse 30 eingeführt und dann aus der Austrittsöffnung 34 ausgestoßen, nachdem auf ihm ein Farbbild erzeugt worden ist. In Fig. 6 ist ein Transportweg 36 für das Bilderzeugungsmedium 10 durch die gestrichelte Linie dargestellt.

In dem Gehäuse 30 legt eine Führungsplatte 38 einen Teil des Transportwegs 36 für das Bilderzeugungsmedium 10 fest. An der Oberfläche der Führungsplatte 38 sind ein erster Thermokopf 40C, ein zweiter Thermokopf 40M und ein dritter Thermokopf 40Y befestigt. Die Thermoköpfe 40C, 40M, 40Y sind jeweils als Zeilenthermokopf ausgebildet, die senkrecht zur Transportrichtung des Bilderzeugungsmediums 10 ausgerichtet sind. Außerdem sind Feder-Vorspanneinheiten 44C, 44M und 44Y vorgesehen.

Wie in Fig. 7 schematisch dargestellt, enthält der Thermokopf 40C mehrere Heizelemente oder elektrische Widerstandselemente Rc1 bis Rcn, von denen in Fig. 7 lediglich die Elemente Rc1, Rc2 und Rc3 dargestellt sind. Die Widerstandselemente Rc1 bis Rcn sind in Längsrichtung des Zeilenthermokopfs 40C fluchtend angeordnet. Die elektrischen Widerstandselemente Rc1 bis Rcn werden von einer ersten Treiberschaltung 41C entsprechend einer Einzelzeile von Cyan-Bildpixelsignalen selektiv elektrisch gespeist, wodurch sie auf die Temperatur T1 (90°C) erhitzt werden, die zwischen dem Schmelzpunkt (73°C) des Paraffinwachspulvers 28 und dem Schmelzpunkt (108°C) des mikrokristallinen Wachspulvers 24 liegt.

Auch der Zeilenthermokopf 40M enthält mehrere Heizelemente oder elektrische Widerstandselemente Rm1 bis Rmn, von denen in Fig. 7 nur die Elemente Rm1, Rm2 und Rm3 dargestellt sind. Die Widerstandselemente sind in Längsrichtung des Zeilenthermokopfs 40M fluchtend angeordnet. Sie werden von einer zweiten Treiberschaltung 41M entsprechend einer Einzelzeile von Magenta- Bildpixelsignalen selektiv elektrisch gespeist, wodurch sie auf die Temperatur T2 (130°C) erhitzt werden, die zwischen dem Schmelzpunkt (108°C) des mikrokristallinen Wachspulvers 24 und dem Schmelzpunkt (150°C) des Polypropylenwachspulvers 20 liegt.

Schließlich enthält auch der Zeilenthermokopf 40Y mehrere Heizelemente und elektrische Widerstandselemente Ry1 bis Ryn, von denen in Fig. 7 lediglich die Elemente Ry1, Ry2 und Ry3 dargestellt sind. Die Widerstandselemente sind in Längsrichtung des Zeilenthermokopfs 40Y fluchtend angeordnet. Sie werden von einer dritten Treiberschaltung 41Y entsprechend einer Einzelzeile von Gelb- Bildpixelsignalen selektiv elektrisch gespeist, wodurch sie auf die Temperatur T3 (170°C) erhitzt werden, die über dem Schmelzpunkt (150°C) des Polypropylenwachspulvers 20 liegt.

Die elektrischen Widerstandselemente Rc1 bis Rcn, die elektrischen Widerstandselemente Rm1 bis Rmn und die elektrischen Widerstandselemente Ry1 bis Ryn sind in einer 3 × n-Matrix angeordnet. Die drei, in der jeweiligen Spalte enthaltenen Widerstandselemente (Rcn, Rmn und Ryn) sind in einer Linie angeordnet, wie Fig. 7 zeigt.

In dem in Fig. 6 gezeigten Farbdrucker sind die Zeilenthermoköpfe 40C, 40M und 40Y in einer Folge derart angeordnet, dass die Heiztemperaturen in Transportrichtung des Bilderzeugungsmediums 10 ansteigen.

Druckwalzen 42C, 42M und 42Y sind in einer Folge derart angeordnet, dass die von ihnen ausgeübten Drücke in Transportrichtung des Bilderzeugungsmediums 10 abnehmen.

In Fig. 6 ist eine Steuerschalttafel 46 zum Steuern der Druckoperation des Farbdruckers sowie eine elektrische Hauptstromquelle 48 zur elektrischen Speisung der Steuerschalttafel 46 einschließlich der drei Treiberschaltungen 41C, 41M und 41Y vorgesehen.

Während der Druckoperation werden die Druckwalzen 42C, 42M und 42Y mit drei nicht dargestellten Motoren unter der Kontrolle der Steuerschalttafel 46 mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit gedreht, und zwar nach Fig. 6 im Gegenuhrzeigersinn, so dass sich das Bilderzeugungsmedium 10, das in die Eintrittsöffnung 32 eingeführt wird, längs des Transportweges 36 auf die Austrittsöffnung 34 zubewegt. Die Steuerschalttafel 46 enthält eine Treiberschaltung für die Motoren der Druckwalzen 42C, 42M und 42Y. Das Einführen des Bilderzeugungsmediums 10 erfolgt so, dass die Mikrokapselschicht 14 in direktem Kontakt mit den Thermoköpfen 40C, 40M und 40Y steht.

Während das Bilderzeugungsmedium 10 zwischen dem ersten Thermokopf 40C und der ersten Druckwalze 42C vorbeiläuft, ohne dass die elektrischen Widerstandselemente Rc1 bis Rcn elektrisch gespeist werden, wird die Mikrokapselschicht 14 des Bilderzeugungsmediums 10 durch die von den Widerstandselementen Rc1 bis Rcn des ersten Thermokopfes 40C ausgeübte Schubkraft mit dem Brechdruck P3 (3,0 MPa) beaufschlagt. Wegen der porösen Struktur des ersten Schichtbereichs 16C kann jedoch der Brechdruck P3 mit seiner Schubkraft nicht direkt auf die Cyan-Mikrokapseln 18C einwirken.

Wird jedoch eines der Widerstandselemente Rc1 bis Rcn elektrisch gespeist und so auf die über dem Schmelzpunkt (73°C) des Paraffinwachspulvers 28 liegende Temperatur T1 (90°C) erhitzt, so dringt dieses Widerstandselement, wie in Fig. 8 beispielhaft gezeigt, in den ersten Schichtbereich 16C ein, da der Teil der porösen Struktur des ersten Schichtbereichs 16C, auf den das Widerstandselement einwirkt, thermisch geschmolzen wird und so kollabiert, d. h. zusammenfällt. Die Cyan-Mikrokapseln 18C, die in dem zusammengefallenen Teil der porösen Struktur enthalten und direkt dem Brechdruck P3 (3,0 MPa) und damit der von dem erhitzten Widerstandselement ausgeübten Schubkraft ausgesetzt sind, werden gequetscht und gebrochen, was zum Austritt des Cyan-Farbstoffs aus den gebrochenen Mikrokapseln 18C führt. Auf diese Weise wird auf der Mikrokapselschicht 14 des Bilderzeugungsmediums 10 durch das erhitzte Widerstandselement ein Cyan-Punkt erzeugt.

Obgleich in Fig. 8 aus Gründen der einfacheren Darstellung das geschmolzene Paraffinwachs nicht dargestellt ist, wird darauf hingewiesen, dass dieses in die feinen Zwischenräume und Poren der porösen Struktur des ersten und des zweiten Schichtbereichs 16C und 16M absorbiert wird.

Während das Bilderzeugungsmedium 10 zwischen dem zweiten Thermokopf 40M und der zweiten Druckwalze 42M durchläuft, ohne dass eines der Widerstandselemente Rm1 bis Rmn elektrisch gespeist wird, wird die Mikrokapselschicht 14 des Bilderzeugungsmediums 10 dem Brechdruck P2 (1,0 MPa) und damit der Schubkraft des Widerstandselementes des zweiten Thermokopfes 40M ausgesetzt. Trotzdem wirkt der Brechdruck P2 und damit die Schubkraft in Folge der porösen Struktur des ersten und des zweiten Schichtbereichs 16C und 16M nicht direkt auf die Magenta-Mikrokapseln 18M ein.

Wird jedoch eines der Widerstandselemente Rm1 bis Rmn elektrisch gespeist und damit auf die Temperatur T2 (130°C) erhitzt, die über dem Schmelzpunkt (73°C) des Paraffinwachspulvers 28 und dem Schmelzpunkt (108°C) des mikrokristallinen Wachspulvers 24 liegt, so dringt dieses Widerstandselement, wie in Fig. 9 gezeigt, in den ersten und den zweiten Schichtbereich 16C und 16M ein, da der Teil der porösen Struktur des ersten und des zweiten Schichtbereichs 16C und 16M, auf den das Widerstandselement einwirkt, thermisch geschmolzen wird und kollabiert, d. h. zusammenfällt. Die in dem zusammengefallenen Teil der porösen Strukturen enthaltenen Cyan- und Magenta-Mikrokapseln 18C und 18M sind damit direkt dem Brechdruck P2 (1,0 MPa) und damit der von dem Widerstandselement ausgeübten Schubkraft ausgesetzt.

Zu diesem Zeitpunkt widerstehen die Cyan-Mikrokapseln 18C dem Brechdruck P2 und der damit verbundenen Schubkraft. So werden nur die Magenta-Mikrokapseln 18M gequetscht und gebrochen, was zum Austritt des Magenta-Farbstoffs aus den gebrochenen Mikrokapseln 18M führt. Auf der Mikrokapselschicht 14 des Bilderzeugungsmediums 10 wird so durch das erhitzte Widerstandselement ein Magenta-Punkt erzeugt.

Obgleich aus der Gründen der vereinfachten Darstellung in Fig. 9 das geschmolzene Wachs nicht dargestellt ist, wird darauf hingewiesen, dass dieses in den feinen Zwischenräumen und Poren der porösen Strukturen der beiden Schichtbereiche 16C und 16M absorbiert wird.

Läuft das Bilderzeugungsmedium 10 zwischen dem dritten Thermokopf 40Y und der dritten Druckwalze 42Y hindurch, ohne dass eines der elektrischen Widerstandselemente Ry1 bis Ryn elektrisch gespeist wird, so wird die Mikrokapselschicht 14 des Bilderzeugungsmediums 10 dem Brechdruck P1 (0,1 MPa) und der von den Widerstandselementen Ry1 bis Ryn des dritten Thermokopfes 40Y ausgeübten Schubkraft ausgesetzt. Jedoch kann der Brechdruck P1 und damit die Schubkraft in Folge der porösen Strukturen des ersten, des zweiten und des dritten Schichtbereichs 16C, 16M und 16Y nicht direkt auf die Gelb-Mikrokapseln 18Y einwirken.

Wird jedoch eines der Widerstandselemente Ry1 bis Ryn elektrisch gespeist und damit auf die Temperatur T1 (170°C) erhitzt, die über dem Schmelzpunkt (73°C) des Paraffinwachspulvers 28, dem Schmelzpunkt (108°C) des mikrokristallinen Wachspulvers 24 und dem Schmelzpunkt (150°C) des Polypropylenwachspulvers 20 liegt, so dringt das erhitzte Widerstandselement in den ersten, den zweiten und den dritten Schichtbereich 16C, 16M und 16Y ein, wobei jeweils der Teil der porösen Strukturen der drei Schichtbereiche 16C, 16M und 16Y, auf den das erhitzte Widerstandselement einwirkt, thermisch geschmolzen wird und kollabiert, d. h. zusammenfällt. Die in diesen zusammengefallenen Teilen der porösen Strukturen enthaltenen Cyan-, Magenta- und Gelb-Mikrokapseln 18C, 18M und 18Y sind direkt dem Brechdruck P1 (0,1 MPa) und der von dem erhitzten Widerstandselement ausgeübten Schubkraft ausgesetzt.

Zu diesem Zeitpunkt widerstehen die Cyan- und Magenta-Mikrokapseln 18C und 18M dem Brechdruck P1 und der damit einhergehenden Schubkraft. Deshalb werden nur die Gelb-Mikrokapseln 18Y gequetscht und gebrochen, was zum Austritt des Gelb-Farbstoffs aus den gebrochenen Mikrokapseln 18Y führt. Auf der Mikrokapselschicht 14 des Bilderzeugungsmediums 10 wird so von dem erhitzten Widerstandselement ein Gelb-Punkt erzeugt.

In Fig. 10 ist aus Gründen der einfacheren Darstellung das geschmolzene Wachs nicht dargestellt. Dieses wird in den feinen Zwischenräumen oder Poren der porösen Strukturen der drei Schichtbereiche 16C, 16M und 16Y und in feinen Zwischenräumen und Poren des Papierblatts 12 absorbiert.

Wie oben erläutert, werden die elektrischen Widerstandselemente Rc1 bis Rcn, Rm1 bis Rmn und Ry1 bis Ryn entsprechend einer Einzelzeile von Cyan- Bildpixelsignalen, einer Einzelzeile von Magenta-Bildpixelsignalen bzw. einer Einzelzeile von Gelb-Bildpixelsignalen selektiv elektrisch gespeist, wodurch durch eine Kombination von Cyan-, Magenta- und Gelb-Punkten auf der Mikrokapselschicht 14 des Bilderzeugungsmediums 10 ein vollständiges Farbbild erzeugt wird. Bei der Erzeugung dieses Farbbildes erhält man bekanntlich einen Blau- Punkt durch die Kombination eines Cyan-Punktes mit einem Magenta-Punkt, einen Grün-Punkt aus der Kombination eines Cyan-Punktes mit einem Gelb- Punkt, einen Rot-Punkt aus der Kombination eines Magenta-Punktes mit einem Gelb-Punkt und einen Schwarz-Punkt aus der Kombination eines Cyan-Punktes mit einem Magenta-Punkt und einem Gelb-Punkt.

Die Punktgröße der Cyan-, Magenta- und Gelb-Punkte, d. h. deren Durchmesser, entspricht der Größe der Widerstandselemente Rc1 bis Rcn, Rm1 bis Rmn und Ry1 bis Ryn und beträgt etwa 50 µ bis 100 µ.

Im Folgenden wird die Funktion der Abstandsteilchen 26 erläutert, die in dem ersten Schichtbereich 16C enthalten sind.

Der erste Schichtbereich 16C enthält möglicherweise Cyan-Mikrokapseln, die ausnahmsweise einen Durchmesser haben, der größer ist als der mittlere Durchmesser (3 µ bis 4 µ) der Cyan-Mikrokapseln 18C. Diese übergroßen Cyan- Mikrokapseln sind verglichen mit den Cyan-Mikrokapseln, die mittleren Durchmesser haben, brechanfällig und können in unkontrollierter und unerwünschter Weise gequetscht und gebrochen werden. Insbesondere neigen die übergroßen Cyan-Mikrokapseln dann dazu, in unerwünschter Weise zu brechen, wenn ein Magenta-Punkt auf der Mikrokapselschicht 14 des Bilderzeugungsmediums 10 erzeugt wird. Das unerwünschte Brechen der übergroßen Cyan-Mikrokapseln kann jedoch durch die in dem ersten Schichtbereich 16C vorhandenen Abstandsteilchen 26 wirkungsvoll vermieden werden.

Wie oben erläutert, tritt bei elektrischer Speisung eines der elektrischen Widerstandselemente Rm1 bis Rmn dieses erhitzte Widerstandselement in den ersten und den zweiten Schichtbereich 16C und 16M ein (vgl. Fig. 9). Dabei dringt das erhitzte Widerstandselement natürlich zunächst in die poröse Struktur des ersten Schichtbereichs 16C ein, bevor es in die poröse Struktur des zweiten Schichtbereichs 16M gelangt.

Sind beim Eindringen des erhitzten Widerstandselementes in die poröse Struktur des ersten Schichtbereichs 16C in letzterem keine Abstandsteilchen 26 vorhanden, so sind die übergroßen Cyan-Mikrokapseln konzentrisch dem Brechdruck P2 (1,0 MPa) und der Schubkraft ausgesetzt und können so brechen, wodurch der Cyan-Farbstoff aus den gebrochenen Mikrokapseln austritt. In Wirklichkeit kann es jedoch in Folge der in dem ersten Schichtbereich 16C vorhandenen Abstandsteilchen 26 vermieden werden, dass die Cyan-Mikrokapseln dem Brechdruck P2 und der Schubkraft ausgesetzt sind. Auf diese Weise können die übergroßen Cyan-Mikrokapseln nicht unkontrollierter und unerwünschter Weise gequetscht und gebrochen werden.

Tritt Cyan-Farbstoff aus den in unerwünschter Weise gebrochenen übergroßen Cyan-Mikrokapseln aus, so bildet er einen Störfleck auf der Mikrokapselschicht des Bilderzeugungsmediums und verschlechtert das Farbbild.

Der zweite Schichtbereich 16M enthält die Abstandsteilchen 22, die demselben Zweck dienen. So kann der zweite Schichtbereich 16M Magenta-Mikrokapseln enthalten, deren Durchmesser ausnahmsweise größer als der mittlere Durchmesser (6 µ bis 7 µ) der Magenta-Mikrokapseln 18M. Diese übergroßen Magenta- Mikrokapseln sind verglichen mit den Magenta-Mikrokapseln, die mittleren Durchmesser haben, brechanfälliger und können so in unkontrollierte und unerwünschter Weise gequetscht und gebrochen werden. Insbesondere neigen die übergroßen Magenta-Mikrokapseln dann dazu, in unerwünschter Weise zu brechen, wenn ein Gelb-Punkt auf der Mikrokapselschicht 14 des Bilderzeugungsmediums 10 erzeugt wird. Durch die in dem zweiten Schichtbereich 16M vorhandenen Abstandsteilchen 22 kann jedoch aus den oben erläuterten Gründen ein unerwünschtes Brechen der übergroßen Magenta-Mikrokapseln vermieden werden.

In dem ersten Ausführungsbeispiel nimmt der mittlere Durchmesser der Mikrokapseln 18C, 18M und 18Y nacheinander zu, da die entsprechenden Brechdrücke P3, P2 und P1 der Mikrokapseln 18C, 18M und 18Y kleiner werden. Dies trägt in positiver Weise dazu bei, ein irrtümliches Brechen der Mikrokapseln 18C, 18M und 18Y zu vermeiden. Werden beispielsweise die Gelb-Mikrokapseln 18Y mit maximalem mittlerem Durchmesser gequetscht und gebrochen (vgl. Fig. 10), so wird vermieden, dass die Cyan- und Magenta-Mikrokapseln 18C und 18M, deren mittlere Durchmesser kleiner als der mittlere Durchmesser der Gelb-Mikrokapseln 18Y sind, dem Brechdruck P3 und der Schubkraft ausgesetzt werden, so dass sie davor geschützt sind, irrtümlicherweise zu brechen.

In dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel kann an Stelle des durchsichtigen Öls KMC-113 ein anderes durchsichtiges Flüssigphasen-Beförderungsmittel (Vehikel mit hohem Siedepunkt) eingesetzt werden, um den Cyan-, den Magenta- und den Gelb-Farbstoff zuzubereiten. Ferner kann ein Wachs mit niedrigem Schmelzpunkt, das bei einer geringeren Temperatur als der minimalen Entwicklungstemperatur T1 (90°C) vollständig schmilzt, als Beförderungsmittel (Vehikel) für das Cyan-, das Magenta- und das Gelb-Pigment verwendet werden. Obgleich der Cyan-, der Magenta- und der Gelb-Farbstoff, die in den entsprechenden Mikrokapseln 18C, 18M, 18Y eingekapselt sind, bei Raumtemperatur in fester Phase vorliegen, wechselt natürlich die feste Phase der eingekapselten Farbstoffe in die flüssige Phase, wenn die Farbstoffe durch elektrische Speisung eines elektrischen Widerstandselementes eines Thermokopfes 40C, 40M, 40Y erhitzt werden.

Das Polypropylenwachspulver, das mikrokristalline Wachspulver und das Paraffinwachs, die für die Binderteilchen 20, 24 bzw. 28 verwendet werden, können durch ein niedrig schmelzendes Wachs anderen Typs ersetzt werden, vorausgesetzt, jedes Wachs hat einen vorgegebenen Schmelzpunkt. Beispielsweise kann als niedrig schmelzendes Wachs Montanwachs, Karnaubawachs, Olefinwachs oder dergleichen verwendet werden. Auch können niedrig schmelzende thermoplastische Kunstharze wie Ethylenvinylazetat-Copolymer (EVA), Polyethylen, Polyester, Polymethylmethacrylat-Copolymer oder dergleichen für die Wachs- Binderteilchen 20, 24 und 28 verwendet werden, vorausgesetzt, diese thermoplastischen Kunstharze haben jeweils den vorgegebenen Schmelzpunkt.

Das Aminoharz (wärmehärtbares Kunstharz) der Hüllenwand der Mikrokapseln 18C, 18M und 18Y kann durch ein geeignetes hochschmelzendes, thermoplastisches Harz, z. B. Polyamidharz, Polyimidharz oder dergleichen, ersetzt werden, vorausgesetzt, das thermoplastische Harz wird bei einer Temperatur von 250°C thermisch nicht plastiziert. An Stelle von Hydroxylapatit, aus dem die Abstandsteilchen 22 und 26 bestehen, kann ein anorganisches Material anderen Typs für die Abstandsteilchen 22 und 26 verwendet werden, z. B. Siliziumdioxid (Silika), Calciumcarbonat, Titandioxid oder dergleichen. Die Abstandsteilchen 22 und 26 können auch aus einem geeigneten plastischen Material bestehen, z. B. Polyamidharz, Polyimidharz, Polycarbonatharz, Teflon oder dergleichen.

In dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel können dem ersten, dem zweiten und dem dritten Schichtbereich 16C, 16M und 16Y verschiedene Additive zugegeben werden. Beispielsweise kann den Schichtbereichen 16C, 16M und 16Y eine Antihaftsubstanz zugegeben werden, mit der verhindert werden kann, dass die Thermoköpfe 40C, 40M und 40Y an den ausgetretenen Farbstoffen und dem darauf geschmolzenen Wachs haften. Auch kann den Schichtbereichen 16C, 16M und 16Y eine Fixiersubstanz zugegeben werden, die das Fixieren der ausgetretenen Farbstoffe auf dem Papierblatt 12 erleichtert. Weiterhin können den Schichtbereichen 16C, 16M und 16Y ein Ultraviolettabsorptionsmittel und ein Antioxidationsmittel zugegeben werden, die eine Verschlechterung des Farbbildes verhindern.

In dem erläuterten Ausführungsbeispiel sind die drei Schichtbereiche 16C, 16M und 16Y so ausgebildet, dass sie die poröse Struktur der Wachs-Binderteilchen 20, 24, 28 aufweisen. Die Schichtbereiche 16C, 16M, 16Y können jeweils auch als in fester Phase vorliegender Wachsbinder-Schichtbereich ausgebildet sein, in dem die Mikrokapseln 18C, 18M, 18Y gleichmäßig verteilt sind.

Um den dritten Schichtbereich als in fester Phase vorliegenden Wachsbinder- Schichtbereich auf dem Papierblatt 12 auszubilden, können beispielsweise 20 g Polypropylenwachspulver PPW-5 und 10 g Mikrokapseln 18Y mit 100 g 3 gew.- %iger wässriger Lösung von Polyvinylalkohol (PVA) (Polymerisationsgrad: 2000) gemischt werden, die eine geringe Menge an Dispergiermittel, z. B. Dodecylbenzolsulfonnatrium oder dergleichen enthält. Diese Mischung wird dann zu einer Suspension gerührt. Das Papierblatt 12 wird dann mit der zubereiteten Suspension mit etwa 5 g pro m2 mittels einer Spritzpistole überzogen und die so aufgebaute Schicht auf natürlichem Wege getrocknet. Ist diese Schicht vollständig getrocknet, so wird das die Schicht tragende Papierblatt 12 in einem Ofen bei einer Temperatur, die etwas über dem Schmelzpunkt (150°C) des Polypropylenwachspulvers PPW-5 liegt, erhitzt, wodurch die in der aufgebrachten Schicht enthaltenen Wachs-Binderteilchen 20 (Polypropylenwachspulver) vollständig geschmolzen werden, so dass der dritte Schichtbereich 16Y den in fester Phase vorliegenden Wachsbinder-Schichtbereich bildet.

Wird der dritte Schichtbereich als poröse Struktur ausgebildet, so werden 10 g Polypropylenwachspulver PPW-5 verwendet. Wird jedoch der dritte Bereich als in fester Phase vorliegender Wachsbinder-Schichtbereich ausgebildet, so werden 20 g Polypropylenwachspulver PPW-5 verwendet, da die feinen Zwischenräume und Poren in dem Wachsbinder-Schichtbereich nicht mehr vorhanden sind.

Der erste und der zweite Schichtbereich 16C und 16M können in im wesentlichen gleicher Weise wie für den dritten Schichtbereich 16Y beschrieben als in fester Phase vorliegender Wachsbinder-Schichtbereich ausgebildet werden.

In dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel können das Cyan-Pigment (Phthalocyaninblau), das Magenta-Pigment (Rhodamin-Pigmentfarbe T) und das Gelb-Pigment (Benzingelb G) durch geeignete Leuko-Pigmente ersetzt werden. Bekanntlich hat ein Leuko-Pigment als solches keine Farbe. Es ist milchigweiß oder durchsichtig und erzeugt eine vorgegebene Farbe (Cyan, Magenta, Gelb), wenn es mit einem Farbentwickler reagiert, z. B. Zinksalicylat, aktivierter weißer Tonerde und dergleichen. Bei Verwendung der Leuko-Pigmente muss der Farbentwickler in dem ersten, dem zweiten und dem dritten Schichtbereich 16C, 16M und 16Y enthalten sein.

Beispielsweise kann als Cyan erzeugendes Leuko-Pigment entweder Benzoylleukomethylenblau (BLMB) oder Kristallviolettlacton (CVL) verwendet werden. Als Magenta erzeugendes Leuko-Pigment kann entweder R-500, erhältlich von YAMADA CHEMICAL K. K., oder Red-3, erhältlich von YAMAMOTO KASEI K. K., verwendet werden. Als Gelb erzeugendes Leuko-Pigment kann entweder IR-3, erhältlich von CIBA SPECIALTY CHEMICALS, oder F color Yellow 17, erhältlich von YAMAMOTO KASEI K. K., verwendet werden.

Bei Verwendung der Leuko-Pigmente besteht die Hüllenwand einer Mikrokapsel 18C, 18M, 18Y aus durchsichtigem Aminoharz, da es so nicht erforderlich ist, die Färbung der Hüllenwand entsprechend der Farbe des Papierblattes 12 zu berücksichtigen.

In dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel hat die Mikrokapselschicht 14 einen dreilagigen Aufbau, bestehend aus den drei Schichtbereichen 16C, 16M und 16Y, um ein vollständiges Farbbild zu erzeugen. Die Mikrokapselschicht 14 kann erforderlichenfalls auch einen einlagigen oder einen zweilagigen Aufbau haben. Hat die Mikrokapselschicht 14 einen einlagigen Aufbau, so kann auf ihr ein monochromatisches Bild erzeugt werden. Hat sie dagegen einen zweilagigen Aufbau, so kann auf ihr ein Farbbild aus der Kombination zweier Farben erzeugt werden.

Fig. 11 zeigt ein Bilderzeugungsmedium 60 als zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Bilderzeugungsmedium 60 enthält ein Blattsubstrat 62, z. B. ein Papierblatt, und eine darauf ausgebildete Mikrokapselschicht 64. Entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel hat die Mikrokapselschicht 64 einen dreilagigen Aufbau. Die Mikrokapselschicht 64 enthält einen ersten Schichtbereich 66C zum Erzeugen eines Cyan-Bildes, einen zweiten Schichtbereich 66M zum Erzeugen eines Magenta-Bildes und einen dritten Schichtbereich 66Y zum Erzeugen eines Gelb-Bildes. Bei der Herstellung des Bilderzeugungsmediums 60 wird zunächst der dritte Schichtbereich 66Y auf dem Papierblatt 62, dann der zweite Schichtbereich 66M auf dem dritten Schichtbereich 66Y und schließlich der erste Schichtbereich 66C auf dem zweiten Schichtbereich 66M ausgebildet.

Wie in Fig. 11 und 12 gezeigt, hat der dritte Schichtbereich 66Y eine Struktur, in der mehrere Mikrokapseln 68Y, die mit auf einem Gelb erzeugenden Leuko- Pigment basierender gelber Tinte oder Farbstoff gefüllt sind, gleichmäßig in einer porösen Anordnung von Farbentwicklerteilchen 70 angeordnet.

Die Hüllenwand einer jeden Mikrokapsel 68Y besteht vorzugsweise aus einem geeigneten durchsichtigen Aminoharz (wärmehärtbares Kunstharz). Das Aminoharz kann erforderlichenfalls dieselbe Farbe wie das Papierblatt 62 haben, üblicherweise weiß. Der in jeder Mikrokapsel 68Y enthaltene Gelb-Farbstoff ist als Ölfarbstoff zubereitet, der aus einem durchsichtigen Öl besteht, das etwa 8 Gew.- % an Gelb erzeugendem Leuko-Pigment enthält. Als durchsichtiges Öl kann 7-Diisopropylnaphtalin verwendet werden, das einen Siedepunkt von etwa 300°C hat und als KMC-113 von Rütgers Kureha Solvents (RKS) GmbH erhältlich ist. Als Gelb erzeugendes Leuko-Pigment wird I-3R verwendet, das von CIBA SPECIALTY CHEMICALS erhältlich ist.

Die Mikrokapseln 68Y können nach oben erläutertem Polymerisationsverfahren hergestellt werden. Sie haben einen mittleren Durchmesser von etwa 9 µ bis 10 µ und die Dicke ihrer Hüllenwand ist so bemessen, dass die Mikrokapseln 68Y gequetscht und gebrochen werden, wenn sie einem Druck höher als 0,02 MPa ausgesetzt werden.

Für die Entwicklerteilchen 70 wird Isopropylidenbisphenol-Pulver (Bisphenol A) verwendet. Das Bisphenol-A-Pulver hat einen mittleren Durchmesser von etwa 3 µ bis 5 µ und ist weiß.

Das Bisphenol A hat einen thermischen Schmelzpunkt von etwa 156°C und folgende Strukturformel:





Der dritte Schichtbereich 66Y mit seiner porösen Struktur wird in folgenden Prozessen hergestellt:

  • 1. 10 g Bisphenol-A-Pulver und 10 g Mikrokapseln 68Y werden mit 100 g 3 gew.- %-iger wässriger Lösung von Polyvinylalkohol (PVA) (Polymerisationsgrad: 2000), die eine geringe Menge an Dispergiermittel, z. B. Dodecylbenzolsulfonnatrium oder dergleichen, enthält, gemischt. Diese Mischung wird dann zu einer Suspension gerührt.
  • 2. Das Papierblatt 62 wird mit der Suspension mittels einer Spritzpistole mit etwa 3 g bis 5 g pro m2 überzogen und die so aufgebrachte Schicht auf natürlichem Wege getrocknet. Auf diese Weise bildet sich der dritte Schichtbereich 66Y mit seiner in den Fig. 11 und 12 gezeigten porösen Struktur aus.

Wie in den Fig. 11 und 12 übertrieben dargestellt, verbleiben in der porösen Struktur des dritten Schichtbereichs 66Y zwischen den Entwicklerteilchen (Bisphenol-A-Pulver) 70 feine Zwischenräume oder Poren. Da das spezifische Gewicht der Mikrokapseln 68Y größer als das der Entwicklerteilchen 70 ist, sinken die Mikrokapseln 68Y in der porösen Struktur unter die Entwicklerteilchen 70.

Falls erforderlich, kann das den dritten Schichtbereich 66Y tragende Papierblatt 62 nach seiner Trocknung in einem Ofen für etwa 15 Minuten bei einer Temperatur von etwa 150°C erhitzt werden, die unter dem Schmelzpunkt (156°C) des Bisphenol-A-Pulvers 70 liegt, so dass die Entwicklerteilchen 70 mit ihren Außenflächen aneinander schmelzen, wodurch die poröse Struktur des dritten Schichtbereichs 66Y gestärkt wird.

So lange die Entwicklerteilchen 70 in der festen Phase vorliegen, d. h. der dritte Schichtbereich keiner Temperatur ausgesetzt wird, die über dem Schmelzpunkt (156°C) des Bisphenol-A-Pulvers liegt, können die Mikrokapseln 68Y wegen der porösen Struktur der Entwicklerteilchen 70 selbst dann nicht gequetscht und gebrochen werden, wenn mit der Schubkraft ein Druck höher als 0,02 MPa auf den dritten Schichtbereich 66Y ausgeübt wird.

Wird jedoch der dritte Schichtbereich 66Y einer Temperatur ausgesetzt, die den Schmelzpunkt (156°C) des Bisphenol-A-Pulvers übersteigt, so werden die Entwicklerteilchen 70 thermisch geschmolzen, was zum Zusammenbruch ihrer porösen Struktur führt. Wird also mit der Schubkraft ein Brechdruck von mehr als 0,02 MPa auf den dritten Schichtbereich 66Y ausgeübt, so wirkt dieser Brechdruck direkt auf die Mikrokapseln 68Y ein, wodurch diese brechen.

Sind die Mikrokapseln 68Y gebrochen, so tritt die auf dem Gelb erzeugenden Leuko-Pigment I-3R basierende Öltinte aus den gebrochenen Mikrokapseln aus, und es wird in einer Gelb-Entwicklungsreaktion der austretenden Öltinte mit dem geschmolzenen Entwickler die Farbe Gelb entwickelt.

Wie in den Fig. 11 und 13 schematisch dargestellt, hat auch der zweite Schichtbereich 66M eine poröse Struktur, in der mehrere Mikrokapseln 68M, die mit auf einem Magenta erzeugenden Leuko-Pigment basierender Tinte oder Farbstoff gefüllt sind, und mehrere Abstandsteilchen 72 gleichmäßig in einer porösen Anordnung der Farbentwicklerteilchen 74 verteilt sind.

Entsprechend den Mikrokapseln 68Y besteht die Hüllenwand der Mikrokapsel 68M aus einem geeigneten Aminoharz. Der in jeder Mikrokapsel 68M enthaltene Magenta-Farbstoff wird als Ölfarbstoff zubereitet, der aus einem durchsichtigen Öl besteht, das etwa 6 Gew.-% eines Magenta erzeugenden Leuko-Pigments enthält. Als durchsichtiges Öl wird KMC-113 und als Magenta erzeugendes Leuko- Pigment Red-3, erhältlich von YAMAMOTO KASEI K. K., verwendet.

Auch die Mikrokapseln 68M können nach dem oben erläuterten Polymerisationsverfahren hergestellt werden. Sie haben einen mittleren Durchmesser von etwa 6 µ bis 7 µ und die Dicke ihrer Hüllenwand ist so bemessen, dass die Mikrokapseln 68M gequetscht und gebrochen werden, wenn mit einer Schubkraft ein Druck von mehr als 0,2 MPa ausgeübt wird. Die Abstandsteilchen 72 bestehen aus Hydroxylapatit und haben einen mittleren Durchmesser von etwa 8 µ bis 9 µ, der damit größer als der mittlere Durchmesser der Mikrokapseln 68M ist.

Als Entwicklerteilchen 74 wird beispielsweise Benzyl-p-hydroxybenzoat-Pulver verwendet, das einen mittleren Durchmesser von etwa 3 µ bis 5 µ hat und weiß ist.

Das Benzyl-p-hydroxybenzoat, das eine Art von p-Hydroxylbenzoe-Ester ist, hat einen Schmelzpunkt von etwa 110°C und folgende Strukturformel:





Der zweite Schichtbereich 66M mit seiner porösen Struktur wird in folgenden Prozessen hergestellt:

  • 1. 10 g Benzyl-p-Hydroxybenzoat-Pulver, 10 g Mikrokapseln 68M und 5 g Abstandsteilchen 72 werden mit 100 g 3 gew.%-iger wässriger Lösung von Polyvinylalkohol (PVA) (Polymerisationsgrad: 2000) gemischt, die eine geringe Menge an Dispergiermittel, z. B. Dodecylbenzolsulfonnatrium oder dergleichen, enthält. Diese Mischung wird dann zu einer Suspension gerührt.
  • 2. Der auf dem Papierblatt 62 ausgebildete dritte Schichtbereich wird mittels einer Spritzpistole mit der Suspension mit etwa 2 g bis 4 g pro m2 überzogen und die so aufgebrachte Schicht auf natürlichem Weg getrocknet, wodurch sich der zweite Schichtbereich 66M mit seiner in den Fig. 11 und 13 gezeigten porösen Struktur ausbildet.

Wie in den Fig. 11 und 13 übertrieben dargestellt, verbleiben in der porösen Struktur des Schichtbereichs 66M zwischen den Entwicklerteilchen (Benzyl-p- hydroxybenzoat-Pulver) 74 feine Zwischenräume oder Poren. Da das spezifische Gewicht der Mikrokapseln 68M und der Abstandsteilchen 72 größer als das der Entwicklerteilchen 74 ist, sinken die Mikrokapseln 68M und die Abstandsteilchen 72 in der porösen Struktur unter die Entwicklerteilchen 74.

Entsprechend dem dritten Schichtbereich 66Y kann das den zweiten Schichtbereich 66M tragende Papierblatt 62 nach seiner natürlichen Trocknung in dem Ofen für etwa 15 Minuten bei einer Temperatur von etwa 105°C, die unter dem Schmelzpunkt des Benzyl-p-hydroxybenzoat-Pulvers 74 liegt, erhitzt werden, so dass die Entwicklerteilchen 74 mit ihren Außenflächen miteinander verschmelzen, wodurch die poröse Struktur des Schichtbereichs 66M gestärkt wird.

So lange sich die Entwicklerteilchen 74 in der festen Phase befinden, d. h. der zweite Schichtbereich 66M keiner Temperatur ausgesetzt wird, die den Schmelzpunkt (110°C) des Benzyl-p-hydroxybenzoat-Pulvers 74 übersteigt, können die Mikrokapseln 68M selbst dann nicht gebrochen werden, wenn auf den Schichtbereich 66M mit der Schubkraft ein Druck von mehr als 0,2 MPa ausgeübt wird, da die Mikrokapseln 68M wegen der porösen Struktur der Entwicklerteilchen 74 nicht direkt dem Brechdruck ausgesetzt sind.

Wird jedoch der zweite Schichtbereich 66M einer Temperatur ausgesetzt, die über dem Schmelzpunkt (110°C) des Benzyl-p-hydroxybenzoat-Pulvers liegt, so werden die Entwicklerteilchen 74 thermisch geschmolzen, was zum Zusammenbruch der porösen Struktur der Entwicklerteilchen 74 führt. Wird dann mit der Schubkraft ein Brechdruck von mehr als 0,2 MPa auf den Schichtbereich 66M ausgeübt, so wirkt der Brechdruck direkt auf die Mikrokapseln 68M ein, wodurch diese brechen.

Sind die Mikrokapseln 68M gebrochen, so tritt aus ihnen die auf dem Magenta erzeugenden Leuko-Pigment Red-3 basierende Öltinte aus, und in einer Magenta- Entwicklungsreaktion der ausgetretenen Öltinte mit dem geschmolzenen Entwickler wird die Farbe Magenta entwickelt.

Wie schematisch in den Fig. 11 und 14 angedeutet, hat auch der Schichtbereich 66C eine poröse Struktur, in der mehrere Mikrokapseln 68C, die mit auf einem Cyan erzeugenden Leuko-Pigment basierender Cyan-Tinte oder Farbstoff gefüllt sind, und mehrere Abstandsteilchen 76 gleichmäßig in einer porösen Anordnung der Farbentwicklerteilchen 78 verteilt sind.

Entsprechend den Mikrokapseln 68Y und 68M besteht die Hüllenwand jeder Mikrokapsel 68C aus einem geeigneten Aminoharz. Der in jeder Mikrokapsel 68C enthaltene Cyan-Farbstoff ist als Ölfarbstoff zubereitet, der aus einem durchsichtigen Öl besteht, das etwa 6 Gew.-% eines Cyan erzeugenden Leuko-Pigments enthält. Als Öl wird KMC-113 und als Cyan erzeugendes Leuko-Pigment Blue200, erhältlich von YAMADA CHEMICAL K. K., verwendet.

Auch die Mikrokapseln 68C können nach dem oben erläuterten Polymerisationsverfahren hergestellt werden. Sie haben einen mittleren Durchmesser von etwa 3 µ bis 4 µ und die Dicke ihrer Hüllenwand ist so bemessen, dass die Mikrokapseln 68C gequetscht und gebrochen werden, wenn auf sie mit einer Schubkraft ein Druck von mehr 2,0 MPa ausgeübt wird. Die Abstandsteilchen 76 bestehen aus Hydroxylapatit und haben einen mittleren Durchmesser von etwa 5 µ bis 6 µ, der damit über dem mittleren Durchmesser der Mikrokapseln 68C liegt.

Als Entwicklerteilchen 78 wird Phenolmischpulver verwendet. Das Phenolmischpulver hat einen mittleren Durchmesser von etwa 1 µ bis 3 µ und ist weiß.

Das Phenolmischpulver hat einen thermischen Schmelzpunkt von etwa 93°C und folgende Strukturformel:





Der erste Schichtbereich 66C mit seiner porösen Struktur kann in den folgenden Prozessen hergestellt werden:

  • 1. 10 g Phenolmischpulver 78, 10 g Mikrokapseln 68C und 5 g Abstandsteilchen 76 werden mit 100 g 3 gew.-%-iger wässriger Lösung von Polyvinylalkohol (PVA) (Polymerisationsgrad: 2000), die eine geringe Menge an Dispergiermittel, z. B. Dodecylbenzolsulfonnatrium oder dergleichen, enthält, gemischt und dann diese Mischung zu einer Suspension gerührt.
  • 2. Die auf dem Papierblatt 62 ausgebildeten Schichtbereiche 66M und 66Y werden mittels einer Spritzpistole mit der Suspension mit etwa 1 g bis 3 g pro m2 überzogen. Dann werden das Papierblatt 62 und die die aufgebrachte Schicht tragenden Schichtbereiche 16M und 16Y auf natürlichem Wege getrocknet, wodurch sich der erste Schichtbereich 66C mit seiner in den Fig. 11 und 14 gezeigten porösen Struktur ausbildet.

Wie in den Fig. 11 und 14 übertrieben dargestellt, verbleiben in der porösen Struktur des ersten Schichtbereichs 66C zwischen den Entwicklerteilchen (Phenolmischpulver) 78 feine Zwischenräume oder Poren. Da das spezifische Gewicht der Mikrokapseln 68C und der Abstandsteilchen 76 größer als das der Entwicklerteilchen 78 ist, sinken die Mikrokapseln 68M und die Abstandsteilchen 76 in der porösen Struktur unter die Entwicklerteilchen 78.

Entsprechend den beiden Schichtbereichen 66Y und 66M kann, falls dies erforderlich ist, das Papierblatt 62 in dem Ofen für etwa 15 Minuten bei einer Temperatur von etwa 88°C, die unter dem Schmelzpunkt (93°C) des Phenolmischpulvers 78 liegt, erhitzt werden, nachdem das Papierblatt 62 und die den ersten Schichtbereich 66C tragenden Schichtbereiche 66Y und 66M getrocknet worden sind, so dass die Entwicklerteilchen 78 mit ihren Außenflächen miteinander verschmolzen werden, wodurch die poröse Struktur des ersten Schichtbereichs 66C gestärkt wird.

So lange sich die Entwicklerteilchen 78 in der festen Phase befinden, d. h. der erste Schichtbereich 66C keiner Temperatur ausgesetzt wird, die über dem Schmelzpunkt (93°C) des Phenolmischpulvers 78 liegt, können die Mikrokapseln 68C selbst dann nicht gequetscht und gebrochen werden, wenn auf den ersten Schichtbereich 66C mit der Schubkraft ein Druck von mehr 2,0 MPa ausgeübt wird, da die Mikrokapseln 68C wegen der porösen Struktur der Entwicklerteilchen 78 nicht direkt dem Druck ausgesetzt sind.

Wird aber der erste Schichtbereich 66C einer Temperatur ausgesetzt, die über dem Schmelzpunkt (93°C) des Phenolmischpulvers liegt, so werden die Entwicklerteilchen 78 thermisch geschmolzen, was zum Zusammenbruch der porösen Struktur der Entwicklerteilchen 78 führt. Wird dann mit der Schubkraft auf den ersten Schichtbereich 66C der Brechdruck von mehr als 2,0 MPa ausgeübt, so sind die Mikrokapseln 68C dem Brechdruck direkt ausgesetzt, wodurch sie brechen.

Sind die Mikrokapseln 68C gebrochen, so tritt aus ihnen die auf dem Cyan erzeugenden Leuko-Pigment Blue200 basierende Öltinte aus, und in einer Cyan- Entwicklungsreaktion der ausgetretenen Öltinte mit dem geschmolzenen Entwickler wird die Cyan-Farbe entwickelt.

Die in dem ersten, dem zweiten und dem dritten Schichtbereich 66C, 66M und 66C der Mikrokapselschicht 64 enthaltenen Mikrokapseln 68C, 68M bzw. 68C werden gemäß der in dem Graphen nach Fig. 15 dargestellten Temperatur/Brechdruck-Charakteristik gequetscht und gebrochen.

In dem Graphen nach Fig. 15 bezeichnet PC2 eine kritische Brechdruckkurve der Cyan-Mikrokapseln 68C. Wie oben erläutert, werden die Cyan-Mikrokapseln 68C bei Raumtemperatur gequetscht und gebrochen, wenn auf sie mit der Schubkraft direkt ein Druck ausgeübt wird, der über dem kritischen Brechdruck von 2,0 MPa liegt. Der kritische Brechdruck nimmt mit Temperaturanstieg ab, wie die kritische Brechdruckkurve PC2 zeigt.

In dem Graphen nach Fig. 15 gibt PM2 eine kritische Brechdruckkurve der Magenta-Mikrokapseln 68M an. Die Magenta-Mikrokapseln 68M werden bei Raumtemperatur gequetscht und gebrochen, wenn auf sie mit der Schubkraft direkt ein Druck einwirkt, der über dem kritischen Brechdruck von 0,2 MPa liegt. Der kritische Brechdruck nimmt jedoch mit Temperaturanstieg ab, wie die kritische Brechdruckkurve PM2 zeigt.

In dem Graphen nach Fig. 15 bezeichnet PY2 eine kritische Brechdruckkurve der Gelb-Mikrokapseln 68Y. Die Gelb-Mikrokapseln 68Y werden bei Raumtemperatur gequetscht und gebrochen, wenn auf sie mit der Schubkraft ein Druck ausgeübt wird, der über dem kritischen Brechdruck von 0,02 MPa liegt. Der kritische Brechdruck nimmt jedoch mit Temperaturanstieg ab, wie die kritische Brechdruckkurve PY2 zeigt.

In Fig. 15 ist der Temperatur/Druckbereich zum Quetschen und Brechen der Cyan-Mikrokapseln 68C als schraffierter Cyan-Entwicklungsbereich C2 dargestellt, der durch die kritische Brechdruckkurve PC2, den Schmelzpunkt (93°C) des Phenolmischpulvers 78 und den Schmelzpunkt (110°C) des Benzyl-p- hydroxybenzoat-Pulvers 74 festgelegt ist. Der Temperatur/Druckbereich zum Quetschen und Brechen der Magenta-Mikrokapseln 68M ist als Magenta- Entwicklungsbereich M2 dargestellt, der durch die kritische Brechdruckkurve PM2, den Schmelzpunkt (110!C) des Benzyl-p-hydroxybenzoat-Pulvers 74 und den Schmelzpunkt (156°C) des Bisphenol-A-Pulvers 70 festgelegt ist. Der Temperatur/Druckbereich zum Quetschen und Brechen der Gelb-Mikrokapseln 68Y ist als schraffierter Gelb-Entwicklungsbereich Y2 dargestellt, der durch die kritische Brechdruckkurve PY2 und den Schmelzpunkt (150°C) des Bisphenol-A-Pulvers 70 festgelegt ist.

Durch geeignete Wahl einer Heiztemperatur und eines Brechdrucks, mit denen die Mikrokapselschicht 64 des Bilderzeugungsmediums 60 lokal zu beaufschlagen ist, können in dem lokalen Bereich des Bilderzeugungsmediums 60, auf den die Heiztemperatur und der Brechdruck einwirken, die Cyan-, Magenta- und Gelb- Mikrokapseln 68C, 68M und 68Y selektiv gequetscht und gebrochen werden.

Werden beispielsweise, wie in Fig. 15 gezeigt, eine Heiztemperatur T1' und ein Brechdruck P3', die lokal auf das Bilderzeugungsmedium 60 einwirken sollen, so gewählt, dass sie in den schraffierten Cyan-Entwicklungsbereich C2 fallen, so werden nur die Cyan-Mikrokapseln 68C in dem lokalen Bereich des Bilderzeugungsmediums 60, auf den die Heiztemperatur T1' und der Brechdruck P3' einwirken, gequetscht und gebrochen, wodurch der Cyan-Farbstoff (Cyan erzeugendes Leuko-Pigment) aus den gebrochenen Mikrokapseln 68C austritt.

Werden, wie in Fig. 15 gezeigt, eine Heiztemperatur T2' und ein Brechdruck P2', die lokal auf das Bilderzeugungsmedium 60 einwirken sollen, so gewählt, dass sie in den schraffierten Magenta-Entwicklungsbereich M2 fallen, so werden lediglich die Magenta-Mikrokapseln 68M in dem lokalen Bereich des Bilderzeugungsmediums 60, auf den die Heiztemperatur T2' und der Brechdruck P2' einwirken, gequetscht und gebrochen, was zum Austritt des Magenta-Farbstoffs (Magenta erzeugendes Leuko-Pigment) aus den gebrochenen Mikrokapseln 68M führt.

Werden, wie in Fig. 15 gezeigt, eine Heiztemperatur T3' und ein Brechdruck P1', die lokal auf das Bilderzeugungsmedium 60 einwirken sollen, so gewählt, dass sie in den schraffierten Gelb-Entwicklungsbereich Y2 fallen, so werden lediglich die Gelb-Mikrokapseln 68Y in dem lokalen Bereich des Bilderzeugungsmediums 60, auf den die Heiztemperatur T3' und der Brechdruck P1' einwirken, gequetscht und gebrochen, was zum Austritt des Gelb-Farbstoffs (Gelb erzeugendes Leuko- Pigment) aus den gebrochenen Mikrokapseln 68Y führt.

In diesem Ausführungsbeispiel sind die Heiztemperaturen T1', T2' und T3' auf 100°C, 130°C bzw. 170°C und die Brechdrücke P1', P2' und P3' auf 0,05 MPa, 0,5 MPa bzw. 3,0 MPa eingestellt.

Auf dem Bilderzeugungsmedium 60 kann unter Verwendung des in den Fig. 6 und 7 dargestellten Druckers ein vollständiges Farbbild erzeugt werden, vorausgesetzt, der Drucker ist wie folgt abgewandelt:

  • 1. Jedes der elektrischen Widerstandselemente Rc1 bis Rcn wird bei seiner elektrischen Speisung auf die Temperatur T1' erhitzt (100°C).
  • 2. Die zweite Feder-Vorspanneinheit 44M ist so eingestellt, dass die zweite Druckwalze 42M mit dem Druck P2' (0,5 MPa) elastisch gegen den dritten Thermokopf 40Y gedrückt wird.
  • 3. Die dritte Feder-Vorspanneinheit 44Y ist so eingestellt, dass die dritte Druckwalze 42Y mit dem Druck P1' (0,05 MPa) elastisch gegen den dritten Thermokopf 40Y gedrückt wird.

Die in dem ersten Ausführungsbeispiel eingestellten Temperaturen T2 und T3 sind gleich den Temperaturen T2' und T3'. Der in dem ersten Ausführungsbeispiel eingestellte Druck P3 ist gleich dem Druck P3'.

Wie auch das Bilderzeugungsmedium 10 des ersten Ausführungsbeispiels wird das Bilderzeugungsmedium 60 während des Druckvorgangs so in die Eintrittsöffnung 32 eingeführt, dass sich die Mikrokapselschicht 64 in direktem Kontakt mit den Thermoköpfen 40C, 40M und 40Y befindet.

Während das Bilderzeugungsmedium 60 zwischen dem ersten Thermokopf 40C und der ersten Druckwalze 42C hindurchläuft, ohne dass eines der elektrischen Widerstandselemente Rc1 bis Rcn elektrisch gespeist wird, wird die Mikrokapselschicht 64 mit der von jedem Widerstandselement Rc1, . . ., Rcn des ersten Thermokopfs 40C ausgeübten Schubkraft dem Brechdruck P3' (3,0 MPa) ausgesetzt. Trotzdem kann mit der Schubkraft der Brechdruck P3' nicht direkt auf die Cyan- Mikrokapseln 68C ausgeübt werden, da die poröse Struktur des ersten Schichtbereichs 66C vorhanden ist.

Wird jedoch eines der Widerstandselemente Rc1 bis Rcn elektrisch gespeist und damit auf die über dem Schmelzpunkt (93°C) des Phenolmischpulvers 78 liegende Temperatur T1' (100°C) erhitzt, so dringt das erhitzte Widerstandselement, wie in Fig. 18 beispielhaft gezeigt, in den ersten Schichtbereich 66C ein, da der Teil der porösen Struktur des ersten Schichtbereichs 66C, auf den das erhitzte Widerstandselement einwirkt, thermisch geschmolzen wird und kollabiert, d. h. zusammenfällt. Da die in dem zusammengefallenen Teil der porösen Struktur enthaltenen Cyan-Mikrokapseln 68C direkt dem mit der von dem erhitzten Widerstandselement erzeugten Schubkraft ausgeübten Brechdruck P3' (3,0 MPa) ausgesetzt sind, werden sie gequetscht und gebrochen, was zum Austritt des Cyan-Farbstoffs aus den gebrochenen Mikrokapseln 68C führt. Der ausgetretene Cyan-Farbstoff, der auf dem Cyan erzeugenden Leuko-Pigment Blue200 basiert, reagiert mit dem geschmolzenen Farbentwickler (Phenolmischung), wodurch das erhitzte Widerstandselement einen Cyan-Punkt auf der Mikrokapselschicht 64 des Bilderzeugungsmediums 60 erzeugt.

In Fig. 16 ist der geschmolzene Farbentwickler der einfacheren Darstellung wegen nicht gezeigt. Er wird in den feinen Zwischenräumen und Poren der porösen Strukturen der beiden Schichtbereiche 66C und 66M absorbiert.

Während das Bilderzeugungsmedium 60 zwischen dem zweiten Thermokopf 40M und der zweiten Druckwalze 42M hindurchläuft, ohne dass eines der Widerstandselemente Rm1 bis Rmn elektrisch gespeist wird, wird die Mikrokapselschicht 64 des Bilderzeugungsmediums 60 dem Brechdruck P2' (0,5 MPa) ausgesetzt, der mit der von jedem der Widerstandselemente Rm1, . . ., Rmn des zweiten Thermokopfes 40M erzeugten Schubkraft verursacht wird. Trotzdem wirkt der mit der Schubkraft erzeugte Brechdruck P2' nicht direkt auf die Magenta-Mikrokapseln 68M ein, da in den beiden Schichtbereichen 66C und 66M die porösen Strukturen vorhanden sind.

Wird jedoch eines der Widerstandselemente Rm1 bis Rmn elektrisch gespeist und damit auf die über dem Schmelzpunkt (93°C) des Phenolmischpulvers 78 und über dem Schmelzpunkt des Benzyl-p-Hydroxybenzoat-Pulvers 74 liegende Temperatur T2' (130°C) erhitzt, so dringt das erhitzte Widerstandselement in den ersten und den zweiten Schichtbereich 66C und 66M ein, wie in Fig. 17 gezeigt ist, da der Teil der porösen Strukturen der beiden Schichtbereiche 66C und 66M, auf den das erhitzte Widerstandselement einwirkt, thermisch geschmolzen wird und kollabiert, d. h. zusammenfällt. Die in den zusammengefallenen Teilen der porösen Strukturen enthaltenen Cyan- und Magenta-Mikrokapseln 68C und 68M werden so direkt dem Brechdruck P2' (0,5 MPa) ausgesetzt, der von der von dem erhitzten Widerstandselement ausgeübten Schubkraft verursacht wird.

Zu diesem Zeitpunkt können die Cyan-Mikrokapseln 68C dem Brechdruck P2' standhalten, die Magenta-Mikrokapseln 68M jedoch nicht. So werden lediglich die Magenta-Mikrokapseln 68M gequetscht und gebrochen, wodurch aus ihnen der Magenta-Farbstoff austritt. Der auf dem Magenta erzeugenden Leuko-Pigment Red-3 basierende Magenta-Farbstoff reagiert mit dem geschmolzenen Farbentwickler (Phenolmischung und Benzyl-p-hydroxybenzoat), wodurch das erhitzte Widerstandselement auf der Mikrokapselschicht 64 des Bilderzeugungsmediums 60 einen Magenta-Punkt erzeugt.

In Fig. 17 sind die geschmolzenen Farbentwickler (Phenolmischung und Benzyl-p- hydroxybenzoat) aus Gründen der einfacheren Darstellung nicht gezeigt. Sie werden in den feinen Zwischenräumen oder Poren der porösen Strukturen der beiden Schichtbereiche 66C und 66M absorbiert.

Während das Bilderzeugungsmedium 60 zwischen dem dritten Thermokopf 40Y und der dritten Druckwalze 42Y hindurchläuft, ohne dass eines der Widerstandselemente Ry1 bis Ryn elektrisch gespeist wird, ist die Mikrokapselschicht 64 des Bilderzeugungsmediums 60 dem Brechdruck P1' (0,05 MPa) ausgesetzt, den die von jedem der Widerstandselemente Ry1, . . ., Ryn des dritten Thermokopfes 40Y erzeugte Schubkraft verursacht. Trotzdem wirkt der durch die Schubkraft verursachte Brechdruck P1' nicht direkt auf die Gelb-Mikrokapseln 68Y ein, da die porösen Strukturen der drei Schichtbereiche 66C, 66M und 66Y vorhanden sind.

Wird jedoch eines der Widerstandselemente Ry1 bis Ryn elektrisch gespeist und damit auf die über dem Schmelzpunkt (93°C) des Phenolmischpulvers 78, und dem Schmelzpunkt (110°C) des Benzyl-p-hydroxybenzoat-Pulvers 74 und dem Schmelzpunkt (156°C) des Bisphenol-A-Pulvers 70 liegende Temperatur T1' (170°C) erhitzt, so dringt das erhitzte Widerstandselement in den ersten, den zweiten und den dritten Schichtbereich 66C, 66M und 66Y ein, wie Fig. 18 zeigt, da die Teile der porösen Strukturen der drei Schichtbereiche 66C, 66M und 66Y, auf die das erhitzte Widerstandselement einwirkt, thermisch geschmolzen werden und kollabieren, d. h. zusammenfallen. Auf die in den zusammengefallenen Teilen der porösen Strukturen enthaltenen Cyan-, Magenta- und Gelb-Mikrokapseln 68C, 68M und 68Y wirkt so direkt der Brechdruck P1' (0,05 MPa) ein, der von der von dem erhitzten Widerstandselement ausgeübten Schubkraft verursacht wird.

Auf diese Weise werden lediglich die Gelb-Mikrokapseln 68Y gequetscht und gebrochen, so dass aus ihnen der Gelb-Farbstoff austritt. Der auf dem Gelb erzeugenden Leuko-Pigment I-3R basierende ausgetretene Gelb-Stoff reagiert mit dem geschmolzenen Farbentwickler (Phenolmischung; Benzyl-p-hydroxybenzoat und Bisphenol A), wodurch das erhitzte Widerstandselement auf der Mikrokapselschicht 64 des Bilderzeugungsmediums 60 einen Gelb-Punkt erzeugt.

In Fig. 18 sind die geschmolzenen Farbentwickler wegen der einfacheren Darstellung nicht gezeigt. Sie werden in den feinen Zwischenräumen oder Poren der porösen Strukturen der drei Schichtbereiche 66C, 66M und 66Y sowie in den feinen Zwischenräumen oder Poren des Papierblattes 62 absorbiert.

Die in dem ersten und dem zweiten Schichtbereich 66C und 66M enthaltenen Abstandsteilchen 76 bzw. 72 haben dieselbe Funktion wie die Abstandsteilchen 26 und 22, die in dem erstem bzw. dem zweiten Schichtbereich 16C bzw. 16M des vorstehend erläuterten Bilderzeugungsmediums 60 enthalten sind. Die großen Cyan-Mikrokapseln, die möglicherweise in dem ersten Schichtbereich 66C enthalten sind, können durch die Abstandsteilchen 76 davor geschützt werden, dass sie konzentrisch dem von der Schubkraft verursachten Brechdruck P2' ausgesetzt sind, so dass sie nicht in unkontrollierter und unerwünschter Weise gequetscht und gebrochen werden. Entsprechend können die großen Magenta- Mikrokapseln, die in dem zweiten Schichtbereich 66M enthalten sein können, durch die Abstandsteilchen 72 davor geschützt werden, dass sie konzentrisch dem von der Schubkraft verursachten Brechdruck P1' ausgesetzt sind, so dass sie nicht in unkontrollierter und unerwünschter Weise gequetscht und gebrochen werden.

Das Bilderzeugungsmedium 60 hat den inhärenten Vorteil, dass die Mikrokapselschicht 64 nicht anfällig für Störstellen ist. Wird beispielsweise eine in der Mikrokapselschicht 64 enthaltene Mikrokapsel zufällig mechanisch gebrochen, so dass der auf dem Leuko-Pigment basierende Farbstoff aus dieser Mikrokapsel austritt, so kann dieser Farbstoff nicht mit einem Farbentwickler reagieren, so lange das Bilderzeugungsmedium 60 nicht auf die entsprechende Farbentwicklungstemperatur erhitzt wird. Dieses Merkmal ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Bilderzeugungsmedium 60 mit einer Schere oder einem Messer geschnitten wird. Obgleich möglicherweise die auf dem Leuko-Pigment basierenden Farbstoffe entlang den Schnittflächen des Bilderzeugungsmediums 60 austreten, können sie nicht mit den Farbentwicklern reagieren, wodurch eine Farbentwicklung entlang diesen Schnittflächen vermieden wird.

In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird als Cyan erzeugendes Cyan-Pigment Blue200 verwendet. Es kann auch durch Leukomethylenblau (BLMB) ersetzt werden. Das Magenta erzeugende Leuko-Pigment Red-3 kann durch das von YAMADA CHEMICAL K. K. erhältliche R-500 und das Gelb erzeugende Leuko- Pigment I-3R durch F color Yellow 17, erhältlich von YAMAMOTO KASEI K. K., ersetzt werden.

In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird das durchsichtige Öl KMC-113 als Beförderungsmittel (Vehikel) für jedes Leuko-Pigment verwendet. Es kann durch ein anderes durchsichtiges Öl ersetzt werden, z. B. durch ein auf Butylbiphenyl zweiten Grades, Phenylxylylethan, di-Isopropylphenyl, Xylen etc. basierenden Öl oder dergleichen.

Um in dem zweiten Ausführungsbeispiel die Farbentwicklungsreaktion des jeweiligen auf dem Leuko-Pigment basierenden Farbstoffs zu vereinfachen, kann jedem Schichtbereich 66C, 66M und 66Y eine geringe Menge an p-Venzyldiphenyl als Sensibilisierungsmittel zugegeben werden.

Das Sensibilisierungsmittel (p-Venzyldiphenyl) hat einen Schmelzpunkt von etwa 86°C, so dass der Schmelzpunkt des jeweiligen Farbentwicklers durch Zugabe einer geeigneten Menge des Sensibilisierungsmittels eingestellt werden kann. Beispielsweise kann der Schmelzpunkt (156°C) des Bisphenol-A-Pulvers (Isopropylidenbisphenol) auf 110°C oder 93°C gesenkt werden, indem eine entsprechende Menge an p-Venzyldiphenyl dem Bisphenol-A-Pulver beigemischt wird. An Stelle des Benzyl-p-hydroxybenzoat-Pulvers (Schmelzpunkt 110°C) des zweiten Schichtbereichs 66M kann so durch das Bisphenol-A-Pulver mit seinem Schmelzpunkt von 110°C ersetzt werden. Das Phenolmischpulver (Schmelzpunkt 93°C) des ersten Schichtbereichs 66C kann so durch das Bisphenol-A-Pulver ersetzt werden, das den Schmelzpunkt von 93°C hat.

Die verschiedenen Änderungen und Abwandlungen, die für das erste Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 erläutert wurden, sind auch für das zweite Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 möglich.

Fig. 19 zeigt ein Bilderzeugungsmedium 80 als drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Bilderzeugungsmedium 80 enthält ein Blattsubstrat 82, z. B. ein Papierblatt, und eine einzige Schicht aus Mikrokapseln 84, die im Folgenden als Mikrokapseleinzelschicht bezeichnet wird. Die Mikrokapseleinzelschicht 84 hat in diesem Ausführungsbeispiel eine poröse Struktur, in der mehrere Cyan- Mikrokapseln, die mit auf einem Cyan erzeugenden Leuko-Pigment basierender Cyan-Tinte oder -farbstoff gefüllt sind, mehrere Magenta-Mikrokapseln 86M, die mit auf einem Magenta erzeugenden Leuko-Pigment basierender Magenta-Tinte oder -farbstoff gefüllt sind, mehrere Gelb-Mikrokapseln 86Y, die mit auf einem Gelb erzeugenden Leuko-Pigment basierender Gelb-Tinte oder -farbstoff gefüllt sind, und mehrere Abstandsteilchen 88 gleichmäßig in einer porösen Anordnung der Entwicklerteilchen 90 verteilt sind.

Die Cyan-Mikrokapseln 86C sind im wesentlichen identisch mit den in dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 verwendeten Mikrokapseln 68C. Die Hüllenwand jeder Cyan-Mikrokapsel 86C besteht aus einem geeigneten Aminoharz, und der in jeder Cyan-Mikrokapsel 86C enthaltene Cyan-Farbstoff wird als Ölfarbstoff zubereitet, der aus einem durchsichtigen Öl KMC-113 besteht, das etwa 6 Gew.-% des Cyan erzeugenden Leuko-Pigments Blue200 enthält. Die Cyan- Mikrokapseln 86C haben einen mittleren Durchmesser von etwa 3 µ bis 4 µ. Die Dicke ihrer Hüllenwände ist so bemessen, dass die Mikrokapseln 86C gequetscht und gebrochen werden, wenn sie einem Druck von mehr als 2,0 MPa ausgesetzt werden, der von einer Schubkraft verursacht wird.

Wie in Fig. 20 gezeigt, hat jede Magenta-Mikrokapsel 86M einen doppelwandigen Aufbau, der sich durch eine innere Wandteil IS und eine äußere Wand OS auszeichnet. Die innere Wand IS besteht aus einem geeigneten Aminoharz und die äußere Wand OS aus einem geeigneten Wachsmaterial, z. B. Olefinwachs, das einen Schmelzpunkt von etwa 121°C hat und weiß ist. Dieses Wachsmaterial ist als HIWAX 405MP von MITSUI PETROLEUM CHEMICAL erhältlich. Wird die Magenta-Mikrokapsel 86M auf eine über dem Schmelzpunkt (121°C) des Olefinwachses liegende Temperatur erhitzt, so schmilzt die äußere Wand OS thermisch und die Magenta-Mikrokapsel 86M wird entblößt. Die entblößte Mikrokapsel ist in Fig. 21 mit 86M' bezeichnet.

Die entblößte Mikrokapseln 86M' ist im wesentlichen identisch mit der in dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 verwendeten Magenta-Mikrokapsel 68M. Der in jeder Magenta-Mikrokapsel 86M enthaltene Magenta-Farbstoff wird als Ölfarbstoff zubereitet, der aus dem durchsichtigen Öl KMC-113 besteht, das etwa 6 Gew.-% des Magenta erzeugenden Leuko-Pigments Red-3 enthält. Die entblößten Mikrokapseln 86M' haben einen mittleren Durchmesser von etwa 6 µ bis 7 µ und die Dicke ihrer inneren Wand IS ist so bemessen, dass die entblößte Magenta-Mikrokapsel 86M' gequetscht und gebrochen wird, wenn sie einem Druck von mehr als 0,2 MPa ausgesetzt wird, der durch eine Schubkraft verursacht wird.

Die Magenta-Mikrokapsel 86M kann gefertigt werden, indem die in Fig. 11 gezeigte Mikrokapsel 68M unter Anwendung eines Sprühtrocknungsverfahrens oder eines Phasentrennungsverfahrens mit dem Olefinwachs HIWAX 405MP überzogen wird. Obgleich die entblößte Mikrokapsel 86M' gequetscht und gebrochen wird, wenn sie mit der Schubkraft einem über dem kritischen Brechdruck von 0,2 MPa liegenden den Druck ausgesetzt wird, hält die mit der äußeren Wand OS überzogene Mikrokapsel 86M bei Raumtemperatur einem weit höherem Druck als 2,0 MPa stand.

Die Hüllenwand jeder Gelb-Mikrokapsel 86Y besteht aus einem geeigneten Aminoharz, und der in jeder Gelb-Mikrokapsel 86Y enthaltene Gelb-Farbstoff ist als Ölfarbstoff zubereitet, der aus einem gemischten durchsichtigen Öl besteht, das etwa 6 Gew.-% des Gelb erzeugenden Leuko-Pigments I-3R enthält. Die Gelb-Mikrokapseln 86Y können nach dem oben genannten Polymerisationsverfahren hergestellt werden. Sie haben einen mittleren Durchmesser von etwa 1 µ bis 3 µ.

Das gemischte durchsichtige Öl besteht aus 70% KMC-113, das einen Siedepunkt von etwa 300°C hat, und 30% niedrigsiedenden Silikonöls, das als KF96L- 065 von SHINETSU SILICONE K. K. erhältlich ist, und hat dadurch einen primären Azeotroppunkt von etwa 150°C. Die Dicke der Hüllenwand jeder Mikrokapsel 86Y ist so bemessen, dass die Mikrokapsel 86Y einem Druck von mehr als 2,0 MPa bei einer Temperatur standhält, die unter dem primären Azeotroppunkt von 150°C liegt, jedoch in Folge eines abrupten Anstiegs ihres Innendrucks aufbricht, wenn sie auf eine Temperatur erhitzt wird, die über dem primären Azeotroppunkt von 150°C liegt.

Das niedersiedende Silikonöl KF96L-065 kann durch Xylen, n-Heptan, Benzol, Naphthalen und dergleichen ersetzt werden.

Die Abstandsteilchen 88 sind im wesentlichen identisch mit den Abstandsteilchen 76, die in dem ersten Schichtbereich 66C des zweiten Ausführungsbeispiels nach Fig. 11 verwendet werden. Sie bestehen aus Hydroxylapatit und haben einen mittleren Durchmesser von etwa 5 µ bis 6 µ, der damit größer als der mittlere Durchmesser der Mikrokapseln 86C ist. Die Funktion der Abstandsteilchen 88 ist im wesentlichen dieselbe wie die der Abstandsteilchen 76, die in dem ersten Schichtbereich 66C des zweiten Ausführungsbeispiels nach Fig. 11 verwendet werden.

Die Entwicklerteilchen 90 sind im wesentlichen identisch mit den Entwicklerteilchen 78, die in dem ersten Schichtbereich 66C des zweiten Ausführungsbeispiels nach Fig. 11 verwendet werden. Als Entwicklerteilchen 90 wird das Phenolmischpulver verwendet, das einen Schmelzpunkt von etwa 93°C und einen mittleren Durchmesser von etwa 1 µ bis 3 µ hat.

Die Mikrokapseleinzelschicht 84 mit ihrer porösen Struktur wird in folgenden Prozessen hergestellt:

  • 1. 10 g Phenolmischpulver 90, 2,5 g Cyan-Mikrokapseln 86C, 2,5 g Magenta- Mikrokapseln 86M, 3,0 g Gelb-Mikrokapseln 86Y und 2,5 g Abstandsteilchen 88 werden mit 100 g 3 gew.-%-iger wässriger Lösung von Polyvinylalkohol (PVA) (Polymerisationsgrad: 2000) gemischt, die eine geringe Menge an Dispergiermittel, z. B. Dodecylbenzolsulfonnatrium oder dergleichen, enthält. Diese Mischung wird dann zu einer Suspension gerührt.
  • 2. Das Papierblatt 82 wird mittels einer Spritzpistole mit der Suspension mit etwa 8 g bis 9 g pro m2 überzogen. Das die aufgebrachte Schicht tragende Papierblatt 82 wird dann auf natürlichem Wege getrocknet, wodurch sich die Mikrokapseleinzelschicht 84 mit ihrer in Fig. 19 gezeigten porösen Struktur ausbildet.

Wie in Fig. 19 übertrieben dargestellt, verbleiben in der porösen Struktur der Mikrokapseleinzelschicht 84 zwischen den Entwicklerteilchen (Phenolmischpulver) 90 feine Zwischenräume oder Poren.

Falls erforderlich, kann das die Mikrokapseleinzelschicht 84 tragende Papierblatt 82 in dem Ofen für 15 Minuten bei einer Temperatur von etwa 88°C, die etwas unter dem Schmelzpunkt von 93°C des Phenolmischpulvers 90 liegt, erhitzt werden, so dass die Entwicklerteilchen 90 mit ihren Außenflächen miteinander verschmelzen und so die poröse Struktur der Mikrokapseleinzelschicht 84 stärken.

So lange sich die Entwicklerteilchen 90 in der festen Phase befinden, d. h. die Mikrokapseleinzelschicht 84 nicht einer über dem Schmelzpunkt (93°C) des Phenolmischpulvers 90 liegenden Temperatur ausgesetzt wird, sind die Cyan-, die Magenta- und die Gelb-Mikrokapseln 86C, 86M und 86Y selbst dann, wenn mit einer Schubkraft ein Brechdruck von mehr als 2,0 MPa auf die Mikrokapseleinzelschicht 84 ausgeübt wird, diesem Brechdruck nicht direkt ausgesetzt, da die poröse Struktur der Entwicklerteilchen 90 vorhanden ist.

Wird aber die Mikrokapseleinzelschicht 84 einer Temperatur ausgesetzt, die über dem Schmelzpunkt (93°C) des Phenolmischpulvers 90 liegt, so werden die Entwicklerteilchen 90 thermisch geschmolzen, was zum Zusammenbruch ihrer porösen Struktur führt. Liegt zu diesem Zeitpunkt die Heiztemperatur unter dem Schmelzpunkt (121°C) der äußeren Wand OS der Magenta-Mikrokapsel 86M, und wird die mit der Schubkraft ein Brechdruck von mehr als 2,0 MPa auf die Mikrokapseleinzelschicht 84 ausgeübt, so werden lediglich die Cyan-Mikrokapseln 86C gequetscht und gebrochen, da die Magenta- und die Gelb-Mikrokapseln 86M und 86Y dem Brechdruck von mehr als 2,0 MPa standhalten, wenn die Temperatur unter dem Schmelzpunkt (121°C) der äußeren Wand OS der Magenta- Mikrokapseln 86M liegt.

Liegt die Heiztemperatur unter dem primären Azeotroppunkt (150°C) des in der Gelb-Mikrokapsel 86Y enthaltenen gemischten Öls (Gelb-Farbstoff), und wird auf die Mikrokapseleinzelschicht 84 mit der Schubkraft ein Brechdruck von weniger als 2,0 MPa ausgeübt, so werden lediglich die Magenta-Mikrokapseln 86M gequetscht und gebrochen, da die Cyan- und Gelb-Mikrokapseln 86C und 86Y einem Brechdruck von weniger als 2,0 MPa standhalten, wenn die Temperatur unter den primären Azeotroppunkt von 150°C des in der Gelb-Mikrokapsel 86Y enthaltenen gemischten Öls (Gelb-Farbstoff) liegt.

Liegt die Heiztemperatur über dem primären Azeotroppunkt (150°C) des in der Gelb-Mikrokapsel 86Y enthaltenen gemischten Öls (Gelb-Farbstoff), und wird auf die Mikrokapseleinzelschicht 84 mit der Schubkraft ein Brechdruck von weniger als 0,2 MPa ausgeübt, so brechen lediglich die Gelb-Mikrokapseln 86Y in Folge des abrupten Anstiegs des Innendrucks der erhitzten Mikrokapseln 86Y auf. Die Cyan- und Magenta-Mikrokapseln 86C und 86M können einem Brechdruck von weniger als 0,2 MPa standhalten, wenn die Temperatur über dem primären Azeotroppunkt (150°C) des in der Gelb-Mikrokapsel 86Y enthaltenen gemischten Öls liegt.

Wie in dem Graphen nach Fig. 22 gezeigt, sind für die Mikrokapseleinzelschicht 84 des Bilderzeugungsmediums 80 ein schraffierter Cyan-Entwicklungsbereich C3, ein schraffierter Magenta-Entwicklungsbereich M3 und ein schraffierter Gelb- Entwicklungsbereich Y3 definiert.

Der Cyan-Entwicklungsbereich C3 ist durch eine kritische Brechdruckkurve PC3 der Cyan-Mikrokapseln 86C, den Schmelzpunkt (93°C) des Phenolmischpulvers 90 und den Schmelzpunkt (121°C) der äußeren Wand OS der Magenta- Mikrokapseln 86M festgelegt. Der Magenta-Entwicklungsbereich M3 ist durch eine kritische Brechdruckkurve PM3 der Magenta-Mikrokapseln 86M, den Schmelzpunkt (121°C) der äußeren Wand OS der Magenta-Mikrokapseln 86M und den primären Azeotroppunkt (150°C) des in den Gelb-Mikrokapseln 86Y enthaltenen gemischten Öls (Gelb-Farbstoff) festgelegt. Schließlich ist der Gelb- Entwicklungsbereich Y3 durch eine kritische Brechdruckkurve PY3 und den primären Azeotroppunkt (150°C) des in den Gelb-Mikrokapseln 86Y enthaltenen gemischten Öls festgelegt.

Wie oben erläutert, können die Gelb-Mikrokapseln 86Y einem Druck von mehr als 2,0 MPa standhalten, wenn die Temperatur unter dem primären Azeotroppunkt von 150°C liegt, so dass sie durch den auf sie einwirkenden Druck nicht gequetscht und gebrochen werden. Trotzdem brechen die Gelb-Mikrokapseln 86Y in Folge des abrupten Anstiegs ihres Innendrucks von selbst auf, wenn sie ungeachtet des auf sie einwirkenden Drucks auf eine über dem primären Azeotroppunkt (150°C) liegende Temperatur erhitzt werden.

Durch geeignete Wahl einer Temperatur und/oder eines Drucks, die lokal auf die Mikrokapselschicht 84 des Bilderzeugungsmediums 80 einwirken sollen, ist es so möglich, die Cyan-, Magenta- und Gelb-Mikrokapseln in dem lokalen Bereich des Bilderzeugungsmediums, auf den die Heiztemperatur und/oder der Brechdruck einwirken, selektiv zu brechen bzw. von selbst aufbrechen zu lassen.

Entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel sind in dem Graphen nach Fig. 22 die Heiztemperaturen T1', T2' und T3' auf 100°C, 130°C bzw. 170°C und die Brechdrücke P1', P2' und P3' auf 0,05 MPa, 0,5 MPa bzw. 3,0 MPa eingestellt.

Es ist so möglich, mittels des Druckers (vgl. Fig. 6 und 7), der für das Bilderzeugungsmedium 60 des zweiten Ausführungsbeispiels abgewandelt ist, ein vollständiges Farbbild auf dem Bilderzeugungsmedium 80 zu erzeugen.

Entsprechend den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen wird das Bilderzeugungsmedium 80 während des Druckvorgangs so in die Eintrittsöffnung 32 eingeführt, dass sich ihre Mikrokapseleinzelschicht 84 in direktem Kontakt mit den Thermoköpfen 40C, 40M und 40Y befindet.

Während das Bilderzeugungsmedium 80 zwischen dem ersten Thermokopf 40C und der ersten Druckwalze 42C hindurchläuft, ohne dass eines der Widerstandselemente Rc1 bis Rcn elektrisch gespeist wird, ist die Mikrokapseleinzelschicht 84 des Bilderzeugungsmediums 80 dem Brechdruck P3' (3,0 MPa) ausgesetzt, der durch die von jedem Widerstandselement Rc1, . . ., Rcn des ersten Thermokopfs 40C ausgeübte Schubkraft verursacht wird. Trotzdem kann der Brechdruck P3' über die Schubkraft nicht direkt auf die Cyan-, Magenta- und Gelb-Mikrokapseln 86C, 86M und 86Y ausgeübt werden, da die poröse Struktur der Mikrokapseleinzelschicht 84 vorhanden ist.

Wird jedoch eines der elektrischen Widerstandselemente Rc1 bis Rcn elektrisch gespeist und so auf die über dem Schmelzpunkt (93°C) des Phenolmischpulvers 90 liegende Temperatur T1' (100°C) erhitzt, so dringt dieses erhitzte Widerstandselement in die Mikrokapseleinzelschicht 84 ein, wie beispielhaft in Fig. 23 gezeigt ist, da der Teil der porösen Struktur der Mikrokapseleinzelschicht 84, auf den das erhitzte Widerstandselement einwirkt, thermisch geschmolzen wird und so kollabiert, d. h. zusammenfällt. Auf die Cyan-, Magenta- und Gelb-Mikrokapseln 86C, 86M und 86Y, die in dem zusammengefallenen Teil der porösen Struktur enthalten sind, wirkt so der Brechdruck P3' direkt ein, der von der von dem erhitzten Widerstandselement erzeugten Schubkraft verursacht wird.

Zu diesem Zeitpunkt können die Magenta- und Gelb-Mikrokapseln 86M und 86Y dem Brechdruck P3' standhalten, die Cyan-Mikrokapseln 86C jedoch nicht. So werden lediglich die Cyan-Mikrokapseln 86C gequetscht und gebrochen, so dass aus ihnen der Cyan-Farbstoff austritt. Der auf dem Cyan erzeugenden Leuko- Pigment Blue200 basierende Cyan-Farbstoff reagiert mit dem geschmolzenen Farbentwickler (Phenolmischung), wodurch das erhitzte Widerstandselement auf der Mikrokapseleinzelschicht 84 des Bilderzeugungsmediums 80 einen Cyan- Punkt erzeugt.

In Fig. 23 ist der geschmolzene Farbentwickler nicht dargestellt. Er wird in den feinen Zwischenräumen oder Poren der porösen Struktur der Mikrokapseleinzelschicht 84 und in dem Papierblatt 82 absorbiert.

Während das Bilderzeugungsmedium 80 zwischen dem zweiten Thermokopf 40M und der zweiten Druckwalze 42M hindurchläuft, ohne dass eines der Widerstandselemente Rm1 bis Rmn elektrisch gespeist wird, ist die Mikrokapselschicht 84 des Bilderzeugungsmediums 80 dem Brechdruck P2' (0,5 MPa) ausgesetzt, der von der von jedem Widerstandselement des zweiten Thermokopfs 40M ausgeübten Schubkraft verursacht wird. Trotzdem wirkt der Brechdruck P2' nicht direkt auf die Cyan-, die Magenta- und die Gelb-Mikrokapseln 86C, 86M und 86Y ein, da die poröse Struktur der Mikrokapseleinzelschicht 84 vorhanden ist.

Wird aber eines der Widerstandselemente Rm1 bis Rmn elektrisch gespeist und so auf die über dem Schmelzpunkt (121°C) der äußeren Wand OS der Magenta- Mikrokapseln 86M liegende Temperatur erhitzt, so dringt dieses erhitzte Widerstandselement in die Mikrokapseleinzelschicht nach Fig. 23 ein, da der Teil der porösen Struktur der Mikrokapseleinzelschicht 84, auf den das erhitzte Widerstandselement einwirkt, thermisch geschmolzen wird und kollabiert, d. h. zusammenfällt. Die in dem zusammengefallenen Teil der porösen Struktur enthaltenen Cyan-, Magenta- und Gelb-Mikrokapseln 86C, 86M und 86Y sind so direkt dem Brechdruck P2' (0,5 MPa) ausgesetzt, der durch die von dem erhitzten Widerstandselement ausgeübte Schubkraft verursacht wird.

Zu diesem Zeitpunkt können die Cyan- und die Gelb-Mikrokapseln 86C und 86Y dem Brechdruck P2' standhalten, die Magenta-Mikrokapseln 86M jedoch nicht. So werden lediglich die Magenta-Mikrokapseln 86M gequetscht und gebrochen, so dass aus ihnen der Magenta-Farbstoff austritt. Der ausgetretene, auf dem Magenta erzeugenden Leuko-Pigment Red-3 basierende Magenta-Farbstoff reagiert mit dem geschmolzenen Farbentwickler, wodurch das erhitzte Widerstandselement auf der Mikrokapseleinzelschicht 84 des Bilderzeugungsmediums 80 einen Magenta-Punkt erzeugt.

Während das Bilderzeugungsmedium 80 zwischen dem dritten Thermokopf 40Y und der dritten Druckwalze 42Y hindurchläuft, ohne dass eines der Widerstandselemente Ry1 bis Ryn elektrisch gespeist wird, ist die Mikrokapselschicht 84 des Bilderzeugungsmediums 80 dem Brechdruck P1' (0,05 MPa) ausgesetzt, der durch die von jedem Widerstandselement Ry1, . . ., Ryn des zweiten Thermokopfes 40M ausgeübte Schubkraft verursacht wird. Trotzdem wirkt der Brechdruck P1' nicht direkt auf die Cyan-, Magenta- und Gelb-Mikrokapseln 86C, 86M und 86Y ein, da die poröse Struktur der Mikrokapseleinzelschicht 84 vorhanden ist.

Wird aber eines der Widerstandselemente Ry1 bis Ryn elektrisch gespeist und so auf die Temperatur T3' (170°C) erhitzt, die über dem primären Azeotroppunkt (150°C) des in den Gelb-Mikrokapseln 86Y enthaltenen gemischten Öls (Gelb- Farbstoff) liegt, so dringt das erhitzte Widerstandselement in die Mikrokapselschicht 84 ein, da der Teil der porösen Struktur der Mikrokapseleinzelschicht 84, auf den das erhitzte Widerstandselement einwirkt, thermisch geschmolzen wird und kollabiert, d. h. zusammenfällt. Die in dem zusammengefallenen Teil der porösen Struktur enthaltenen Cyan-, Magenta- und Gelb-Mikrokapseln 86C, 86M und 86Y sind so direkt dem Brechdruck P1' (0,05 MPa) ausgesetzt, der von der von dem erhitzten Heizelement ausgeübten Schubkraft verursacht wird.

Zu diesem Zeitpunkt können die Cyan- und die Magenta-Mikrokapseln 86C und 86M dem Brechdruck P1' standhalten, während die Gelb-Mikrokapseln 86Y in Folge des abrupten Anstiegs ihres Innendrucks von selbst thermisch aufreißen, so dass aus ihnen der Gelb-Farbstoff austritt. Der auf dem Gelb erzeugenden Leuko- Pigment I-3R basierende Gelb-Farbstoff reagiert mit dem geschmolzenen Farbentwickler, wodurch das erhitzte Widerstandselement auf der Mikrokapseleinzelschicht 84 des Bilderzeugungsmediums 80 einen Gelb-Punkt erzeugt.

Die in der Mikrokapseleinzelschicht 84 enthaltenen Abstandselemente 88 haben im wesentlichen dieselbe Funktion wie die Abstandsteilchen 76, die in dem Schichtbereich 66C des oben erläuterten Bilderzeugungsmediums 60 enthalten sind. Die übergroßen Cyan-Mikrokapseln, die möglicherweise in der Mikrokapseleinzelschicht enthalten sind, sind durch die Abstandsteilchen 88 davor geschützt, konzentrisch dem mit der Schubkraft erzeugten Brechdruck P2' oder P1' ausgesetzt zu sein, so dass sie nicht in unkontrollierter und unerwünschter Weise gequetscht und gebrochen werden.

Wie auch das zweite Ausführungsbeispiel ist die Mikrokapseleinzelschicht 84 des Bilderzeugungsmediums 80 nicht anfällig für Störstellen. Wird eine in der Mikrokapseleinzelschicht 84 enthaltene Mikrokapsel zufällig auf mechanischen Wege gebrochen, so dass aus ihr der auf dem Leuko-Pigment basierende Farbstoff austritt, so kann dieser Farbstoff so lange nicht mit dem Farbentwickler reagieren, bis das Bilderzeugungsmedium 80 auf den Schmelzpunkt (93°C) des Farbentwicklers erhitzt worden ist.

In dem dritten Ausführungsbeispiel besteht die äußere Wand OS der Magenta- Mikrokapseln 86M aus einem geeigneten Farbentwickler, der einen vorgegebenen thermischen Schmelzpunkt hat. Beispielsweise kann für die äußere Wand OS der Magenta-Mikrokapseln 86M oxybenzoehaltiger Ether mit einem thermischen Schmelzpunkt von etwa 110°C bis 118°C verwendet werden. In diesem Fall kann durch den geschmolzenen oxybenzoehaltigen Ether, der die gebrochene Magenta-Mikrokapsel 86M umgibt, die Farbentwicklungsreaktion des aus der gebrochenen Magenta-Mikrokapsel ausgetretenen Magenta-Farbstoffs erleichtert werden.

In dem dritten Ausführungsbeispiel können die innere und die äußere Wand der Magenta-Mikrokapseln 86M an die Stelle des jeweils anderen Wand treten. So kann die äußere Wand OS aus dem Aminoharz und die innere Wand IS aus dem Olefinwachs bestehen, das einen thermischen Schmelzpunkt von etwa 121°C hat.

Die für das erste und das zweite Ausführungsbeispiel genannten Änderungen und Abwandlungen sind auch für das dritte Ausführungsbeispiel nach Fig. 19 möglich.


Anspruch[de]
  1. 1. Bilderzeugungsmedium mit einem Substrat und einer auf das Substrat aufgebrachten Mikrokapselschicht, die aus einem Bindermaterial und mehreren Mikrokapseln besteht, die mit einem Farbstoff gefüllt und in dem Bindermaterial gleichmäßig verteilt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindermaterial einen vorbestimmten thermischen Schmelzpunkt hat und die Mikrokapseln eine derartige Brechdruck-Charakteristik haben, dass sie bei thermischer Erweichung oder Schmelzung des Bindermaterials unter einem vorbestimmten Druck gequetscht und gebrochen werden.
  2. 2. Bilderzeugungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindermaterial ein Wachsmaterial enthält, das den vorbestimmten thermischen Schmelzpunkt hat.
  3. 3. Bilderzeugungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindermaterial ein niederschmelzendes thermoplastisches Material enthält, das den vorbestimmten thermischen Schmelzpunkt hat.
  4. 4. Bilderzeugungsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindermaterial mehrere Binderteilchen enthält, die derart aneinander haften, dass die Mikrokapselschicht eine poröse Struktur hat.
  5. 5. Bilderzeugungsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Farbstoff ein Beförderungsmittel und ein in diesem dispergiertes oder gelöstes Pigment enthält.
  6. 6. Bilderzeugungsmedium nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Pigment ein Leuko-Pigment und das Bindermaterial einen Farbentwickler für dieses Leuko-Pigment enthält.
  7. 7. Bilderzeugungsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokapseln jeweils eine Hüllenwand aus einem wärmebeständigen Kunstharz haben.
  8. 8. Bilderzeugungsmedium nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmebeständige Kunstharz ein wärmehärtendes Kunstharz enthält.
  9. 9. Bilderzeugungsmedium nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmebeständige Kunstharz ein hochschmelzendes thermoplastisches Kunstharz enthält.
  10. 10. Bilderzeugungsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Farbstoff einen auf einem Leuko-Pigment basierenden Farbstoff und das Bindermaterial einen Farbentwickler für den auf dem Leuko-Pigment basierenden Farbstoff enthält.
  11. 11. Bilderzeugungsmedium nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Farbentwickler mehrere Farbentwicklerteilchen enthält, die derart aneinander haften, dass die Mikrokapselschicht eine poröse Struktur hat.
  12. 12. Bilderzeugungsmedium nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokapselschicht ein Sensibilisierungsmittel enthält, das eine Farbentwicklungsreaktion des auf dem Leuko-Pigment basierenden Farbstoffs mit dem Farbentwickler erleichtert.
  13. 13. Bilderzeugungsmedium nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokapseln jeweils eine Hüllenwand aus einem wärmebeständigen Kunstharz haben.
  14. 14. Bilderzeugungsmedium nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmebeständige Kunstharz ein wärmehärtendes Kunstharz enthält.
  15. 15. Bilderzeugungsmedium nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmebeständige Kunstharz ein hochschmelzendes thermoplastisches Kunstharz enthält.
  16. 16. Bilderzeugungsmedium mit einem Substrat und einer auf dem Substrat aufgebrachten Mikrokapselschicht mit einem ersten und mindestens einem zweiten Schichtbereich, wobei der zweite Schichtbereich auf dem Substrat und der erste Schichtbereich auf dem zweiten Schichtbereich ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schichtbereich aus einem ersten Bindermaterial und Mikrokapseln erster Art, die mit einem ersten Farbstoff gefüllt und in dem Bindermaterial gleichmäßig verteilt sind, und der zweite Schichtbereich aus einem zweiten Bindermaterial und Mikrokapseln zweiter Art, die mit einem zweiten Farbstoff gefüllt und in dem zweiten Bindermaterial gleichmäßig verteilt sind, enthält, dass das erste Bindermaterial einen ersten vorbestimmten thermischen Schmelzpunkt hat und die Mikrokapseln erster Art eine erste Brechdruck-Charakteristik derart haben, dass sie bei thermischer Erweichung oder Schmelzung des ersten Bindermaterials unter einem ersten vorbestimmten Druck gequetscht und gebrochen werden, und dass das zweite Bindermaterial einen über dem ersten thermischen Schmelzpunkt liegenden zweiten vorbestimmten thermischen Schmelzpunkt hat und die Mikrokapseln zweiter Art eine zweite Brechdruck-Charakteristik derart haben, dass sie unter thermischer Erweichung oder Schmelzung des zweiten Bindermaterials unter einem unter dem ersten vorbestimmten Druck liegenden zweiten vorbestimmten Druck gequetscht und gebrochen werden.
  17. 17. Bilderzeugungsmedium nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokapseln erster Art einen mittleren Durchmesser haben, der kleiner als der mittlere Durchmesser der Mikrokapseln zweiter Art ist.
  18. 18. Bilderzeugungsmedium nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Schichtbereich Abstandsteilchen gleichmäßig verteilt sind, deren mittlerer Durchmesser größer als der mittlere Durchmesser der Mikrokapseln erster Art ist.
  19. 19. Bilderzeugungsmedium nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsteilchen aus einem anorganischen Material bestehen.
  20. 20. Bilderzeugungsmedium nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsteilchen aus einem hochschmelzenden Kunstharz bestehen.
  21. 21. Bilderzeugungsmedium nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Bindermaterial jeweils mehrere Binderteilchen enthalten, die so aneinander haften, dass der entsprechende Schichtbereich eine poröse Struktur hat.
  22. 22. Bilderzeugungsmedium nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Farbstoff jeweils ein Beförderungsmittel und ein in diesem dispergiertes oder gelöstes Pigment enthalten.
  23. 23. Bilderzeugungsmedium nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Pigment ein Leuko-Pigment enthält und ein Farbentwickler für dieses Leuko-Pigment in dem entsprechenden Schichtbereich enthalten ist.
  24. 24. Bilderzeugungsmedium nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Farbstoff einen ersten auf einem Leuko-Pigment basierenden Farbstoff und der zweite Farbstoff einen zweiten auf einem Leuko-Pigment basierenden Farbstoff enthält und dass das erste Bindermaterial einen ersten Farbentwickler für den auf dem Leuko-Pigment basierenden ersten Farbstoff und das zweite Bindermaterial einen zweiten Farbentwickler für den auf dem Leuko-Pigment basierenden zweiten Farbstoff enthält.
  25. 25. Bilderzeugungsmedium nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Farbentwickler jeweils mehrere Farbentwicklerteilchen enthalten, die so aneinander haften, dass der entsprechende Schichtbereich eine poröse Struktur hat.
  26. 26. Bilderzeugungsmedium nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Schichtbereich jeweils ein Sensibilisierungsmittel enthalten, die eine Farbentwicklungsreaktion des entsprechenden, auf dem Leuko-Pigment basierenden Farbstoffs mit dem entsprechenden Farbentwickler erleichtert.
  27. 27. Bilderzeugungsmedium nach einem der Ansprüche 16 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokapselschicht zwischen dem Substrat und dem zweiten Schichtbereich einen dritten Schichtbereich enthält, der aus einem dritten Bindermaterial und Mikrokapseln dritter Art besteht, die mit einem dritten Farbstoff gefüllt und gleichmäßig in dem dritten Bindermaterial verteilt sind, dass das dritte Bindermaterial einen über dem zweiten thermischen Schmelzpunkt liegenden dritten vorbestimmten thermischen Schmelzpunkt hat und dass die Mikrokapseln dritter Art eine dritte Brechdruck- Charakteristik derart haben, dass sie bei thermischer Erweichung oder Schmelzung des dritten Bindermaterials unter einem unter dem zweiten vorbestimmten Druck liegenden dritten vorbestimmten Druck gequetscht und gebrochen werden.
  28. 28. Bilderzeugungsmedium nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokapseln zweiter Art einen mittleren Durchmesser haben, der kleiner als der mittlere Durchmesser der Mikrokapseln dritter Art ist.
  29. 29. Bilderzeugungsmedium nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Schichtbereich Abstandsteilchen erster Art, deren mittlerer Durchmesser größer als der mittlere Durchmesser der Mikrokapseln erster Art ist, gleichmäßig verteilt sind und dass in dem zweiten Schichtbereich Abstandsteilchen zweiter Art, deren mittlerer Durchmesser größer als der mittlere Durchmesser der Mikrokapseln zweiter Art ist, gleichmäßig verteilt sind.
  30. 30. Bilderzeugungsmedium nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Farbentwickler mehrere Farbentwicklerteilchen enthält, die so aneinander haften, dass der dritte Schichtbereich eine poröse Struktur hat.
  31. 31. Bilderzeugungsmedium nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass der erste, der zweite und der dritte Farbstoff jeweils ein Beförderungsmittel und ein in diesem dispergiertes oder gelöstes Pigment enthalten.
  32. 32. Bilderzeugungsmedium nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Pigment ein Leuko-Pigment ist und in dem entsprechenden Schichtbereich ein Farbentwickler für dieses Leuko-Pigment enthalten ist.
  33. 33. Bilderzeugungsmedium nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Farbstoff einen auf einem Leuko-Pigment basierenden ersten Farbstoff, der zweite Farbstoff einen auf einem Leuko-Pigment basierenden zweiten Farbstoff und der dritte Farbstoff einen auf einem Leuko-Pigment basierenden dritten Farbstoff enthält und dass das erste Bindermaterial einen ersten Farbentwickler für den ersten Farbstoff, das zweite Bindermaterial einen zweiten Farbentwickler für den zweiten Farbstoff und das dritte Bindermaterial einen dritten Farbentwickler für den dritten Farbstoff enthält.
  34. 34. Bilderzeugungsmedium nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der erste, der zweite und der dritte Farbentwickler jeweils mehrere Farbentwicklerteilchen enthalten, die so aneinander haften, dass der entsprechende Schichtbereich eine poröse Struktur hat.
  35. 35. Bilderzeugungsmedium nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der erste, der zweite und der dritte Schichtbereich jeweils ein Sensibilisierungsmittel enthalten, das eine Farbentwicklungsreaktion des entsprechenden, auf dem Leuko-Pigment basierenden Farbstoffs mit dem entsprechenden Farbentwickler erleichtert.
  36. 36. Bilderzeugungsmedium mit einem Substrat und einer auf dem Substrat aufgebrachten Mikrokapselschicht, die aus einem Farbentwickler mit einem vorbestimmten thermischen Schmelzpunkt, Mikrokapseln erster Art, die mit einem auf einem Leuko-Pigment basierenden ersten Farbstoff gefüllt und gleichmäßig in dem Farbentwickler verteilt sind, und Mikrokapseln zweiter Art besteht, die mit einem auf einem Leuko-Pigment basierenden zweiten Farbstoff gefüllt und gleichmäßig in dem Farbentwickler verteilt sind, wobei die Mikrokapseln erster Art eine erste Brechdruck-Charakteristik derart haben, dass sie bei einer über dem vorbestimmten thermischen Schmelzpunkt liegenden ersten vorbestimmten Temperatur und unter einem ersten vorbestimmten Druck gequetscht und gebrochen werden, wenn der Farbentwickler thermisch erweicht oder geschmolzen wird, und die Mikrokapseln zweiter Art eine zweite Brechdruck-Charakteristik derart haben, dass sie bei einer über der ersten vorbestimmten Temperatur liegenden zweiten vorbestimmten Temperatur und unter einem unter dem ersten vorbestimmten Druck liegenden zweiten vorbestimmten Druck gequetscht und gebrochen werden, wenn der Farbentwickler thermisch erweicht oder geschmolzen wird.
  37. 37. Bilderzeugungsmedium nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokapseln zweiter Art einen doppelwandigen Aufbau mit einer inneren Hüllenwand und einer äußeren Hüllenwand haben, wobei eine der Hüllenwände bei der zweiten vorbestimmten Temperatur thermisch erweicht oder geschmolzen wird.
  38. 38. Bilderzeugungsmedium nach Anspruch 36 oder 37, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Durchmesser der Mikrokapseln erster Art kleiner als der mittlere Durchmesser der Mikrokapseln zweiter Art ist und die Mikrokapselschicht mehrere Abstandsteilchen enthält, deren mittlerer Durchmesser größer als der mittlere Durchmesser der Mikrokapseln erster Art, jedoch kleiner als der mittlere Durchmesser der Mikrokapseln zweiter Art ist.
  39. 39. Bilderzeugungsmedium nach einem der Ansprüche 36 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass der Farbentwickler mehrere Farbentwicklerteilchen enthält, die so aneinander haften, dass die Mikrokapselschicht eine poröse Struktur hat.
  40. 40. Bilderzeugungsmedium nach einem der Ansprüche 36 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokapselschicht ein Sensibilisierungsmittel enthält, das eine Farbentwicklungsreaktion jedes auf dem Leuko-Pigment basierenden Farbstoffs mit dem Farbentwickler erleichtert.






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