JP2000313172A - 可逆記録媒体、該可逆記録媒体を使用した記録方法および可逆記録装置 - Google Patents
可逆記録媒体、該可逆記録媒体を使用した記録方法および可逆記録装置Info
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Abstract
の白色化が両立できる感熱可逆記録媒体、該感熱可逆記
録媒体を使用した可逆的記録方法および可逆記録装置の
提供。 【解決手段】 支持基体上に可逆的コレステリック反射
層が設けられ、かつ前記支持基体と可逆的コレステリッ
ク反射層の間に、電子供与性呈色化合物と電子受容性化
合物を含む組成物から成る可逆的熱発色層を有して構成
され、前記可逆的コレステリック反射層は、該層の一
部、あるいは全部の領域をガラス転移温度以上に加熱
し、この加熱の加熱温度に応じて現れたコレステリック
液晶相の選択反射状態あるいは等方相の透明状態をガラ
ス転移温度以下に固定できるものであり、また、前記可
逆的熱発色層は、その溶融温度以上に一時的に加熱する
ことによって電子供与性呈色化合物と電子受容性化合物
の発色体を形成して発色状態となり、また、溶融発色温
度より低い温度への再加熱によって電子受容性化合物が
発色体から分離して消色状態となるものであることを特
徴とする可逆記録媒体。
Description
性材料を用いた書き換えが可能な可逆記録媒体および該
可逆記録媒体を使用した可逆的記録方法に関し、特に多
色表示のコントラストが大きく、白色表示の高い表示が
可能な可逆記録媒体に関する。前記記録材料は、書き換
え可能なフルカラー記録や、多値記録メディアへの応用
が可能である。
ては、例えば以下のようなものが挙げられる。 1.特開平6−92016(ロイコ色素の多彩色化構造
体) ロイコ色素、顕色剤、減感剤からなる感温インクの塗布
面上に、光の干渉作用をおこす液晶を重ねて形成し、ロ
イコ色素の発色消色と光干渉性紅彩色を組み合せる。た
だし、メモリー性は無い。 2.特開平6−313880(書き換え可能型表示媒
体) 基体表面に、鱗片状磁性粉が液体中に分散されたマイク
ロカプセル層と、選択反射を示す高分子液晶層とがこの
順に設けられている。単色の選択反射色の可逆表示が可
能。 3.特開平6−273707 コレステリック高分子液晶は、昇温により出現した液晶
状態をガラス転移温度(Tg)以下に急冷することによ
り、そのコレステリック反射色を室温で固定化すること
が可能である。このコレステリック高分子液晶を等方相
移転温度以上に加熱し、記録層を透明状態にして急冷す
ることで記録像が消去でき、可逆記録が可能である。
fenov,A.Masaki,H.Matsuda,
Adv.Mater.1997,9,1 102−1104 10,12−ドコサジインジオン酸ジコレステリルはコ
レステリック相を示す87−115℃の温度から0℃ま
で急冷するとコレステリック反射色を示す固体状態に固
定される。急冷を開始する温度を変化させることで固定
されるコレステリック反射色は連続的に青から赤まで変
化し、その色は室温で半年以上安定であった。また、1
19℃以上に加熱することでコレステリック反射色は消
え、さらに別のコレステリック液晶温度から急冷するこ
とで別のコレステリック反射色を固定することも可能で
あった。この記録材料は、書き換え可能なフルカラー記
録が可能である。
のコレステリック液晶化合物または該化合物を含む材料
からなる記録材料は、コレステリック液晶相状態より急
冷することにより、コレステリック液晶相状態の反射色
を常温で長時間保存でき、また、再加熱して液晶相状態
に戻せば繰り返し書き込むことができる記録媒体が知ら
れている。
述のように書き換え可能なフルカラー記録や、多値記録
メディアの記録材料として有望な特徴をもつものではあ
るが、選択反射を利用するため、表示コントラストが小
さいという課題がある。たとえば透過型の記録媒体の場
合、記録媒体の白濁化などにより透過率を低下させるに
は限界があり、黒色表示の改善が求められる。また、反
射型の記録媒体では、記録層の背面に余分な光を吸収す
る黒色層が必要であり、記録媒体の白濁化で白色表示を
得るには限界があった。このため、コレステリック液晶
系記録材料では、紙のように白色度が高く、高コントラ
ストの表示をすることが困難であるという課題がある。
本発明は、コレステリック液晶性化合物を用いた可逆記
録媒体において、選択反射を利用しただけでは表示が困
難な黒色や白色を表示することができ、表示コントラス
トが向上し、かつ多色表示が可能な可逆記録媒体、可逆
記録方法、および可逆記録装置の提供を目的とする。
題を解決するために、支持基体上に可逆的コレステリッ
ク反射層が設けられ、かつ前記支持基体と可逆的コレス
テリック反射層の間に、電子供与性呈色化合物と電子受
容性化合物を含む組成物から成る可逆的熱発色層を有し
て構成され、前記可逆的コレステリック反射層は、該層
の一部、あるいは全部の領域をガラス転移温度以上に加
熱し、この加熱の加熱温度に応じて現れたコレステリッ
ク液晶相の選択反射状態あるいは等方相の透明状態をガ
ラス転移温度以下に固定できるものであり、また、前記
可逆的熱発色層は、その溶融温度以上に一時的に加熱す
ることによって電子供与性呈色化合物と電子受容性化合
物の発色体を形成して発色状態となり、また、溶融発色
温度より低い温度への再加熱によって電子受容性化合物
が発色体から分離して消色状態となるものであることを
特徴とする可逆記録媒体を提供することにある。
に、前記可逆記録媒体を使用した可逆記録方法を提供す
ることにある。
に、前記可逆記録媒体を使用した可逆記録装置を提供す
ることにある。
媒体を使用した可逆的書き換え方法および可逆記録装置
を図面に基づいて説明する。 1.本発明の可逆記録媒体の基本構成 図1に本発明の可逆記録媒体の基本的構成を示す。支持
体1上に電子供与性呈色性化合物(以下、発色剤とも言
う)と電子受容性化合物(以下、顕色剤とも言う)を含
む組成物から成る可逆的熱発色層2(以下、発色層と略
す)を形成してある。更にその上に、コレステリック液
晶相あるいは等方相を形成するサーモトロピック液晶性
化合物を含む可逆的コレステリック反射層3(以下、C
h反射層と略す)を形成する。必要に応じて、発色層2
とCh反射層3の間に中間層4を、Ch反射層3の表面
に表面保護層5を、支持体1と発色層2の間に下地層6
などを設けても良い。
紙、PES、PETなどのプラスチックフィルムあるい
はこれらの複合体、ガラス板などを用いることが出来
る。支持体1は透明でも良いが、反射型でペーパーライ
クな可逆記録媒体とする場合は白色が好ましい。ペーパ
ーライクな媒体とする場合の支持体1の厚さは通常、5
0〜500μm、好ましくは100〜300μm程度と
する。その他のディスプレイ装置とする場合は板状の剛
体でも良く、支持体の厚さは特に限定されない。
表面側から熱書込みを行なうと、Ch反射層3はコレス
テリック相で固定化され選択反射画像を形成する。ま
た、下層の発色層2も熱書込みによる加熱により発色温
度に到達した場合には、上層の選択反射画像とほぼ相似
形の発色画像を形成する。この発色画像が、コレステリ
ック反射色を観測するために必要な光吸収層として作用
する。
部では、Ch反射層3で任意の波長光(但し、右または
左旋光性の一方)が反射され、残りの波長成分は発色層
2に入射する。発色が黒色の場合、入射した波長成分は
全て吸収されるため、Ch反射層3での反射光のみが観
察され、鮮やかな選択反射色の画像が得られる。発色が
黒では無く青色など着色している場合には、発色層2か
らの反射光とCh反射層3での反射光の加法混色による
色の画像が観察される。また、熱書込み条件を適宜設定
してCh反射層3を透明状態に記録し、発色層2に発色
画像を形成することで、黒色や青色などの発色画像がそ
のまま観察される。このように、選択反射画像の可逆記
録と同時に、それに対応した部分に光吸収画像を可逆的
に形成することで、下地部とのコントラストが大きな多
色画像を可逆的に記録出来る。
り、ガラス転移温度以上に加熱し、この加熱の加熱温度
に応じて現れたコレステリック液晶相の選択反射状態あ
るいは等方相の透明状態をガラス転移温度以下に固定で
きるサーモトロピック液晶化合物を有して構成されるも
のであればいずれも使用が可能である。前記のような可
逆的Ch反射層を構成するサーモトロピック液晶化合物
の一例として高分子コレステリック液晶化合物が挙げら
れる。
ては、側鎖型高分子コレステリック液晶が好ましく、特
に、ネマティックモノマーとコレステリックモノマーと
の共重合体が好ましい。この他、例えば特開平4−17
4415号公報や特開平6−273707号公報などに
記載されているような選択反射を示す高分子液晶であれ
ばいずれも使用可能である。
温度(Tg)以上かつ等方相転移温度(Tc)未満の温
度でコレステリック配向の液晶相を示し、このとき選択
反射を示す。そして、コレステリック配向の液晶相を示
しているものをTg未満に冷却することにより、コレス
テリック配向の液晶状態を固定化することができる。
化合物の1例を示すが、本発明で使用し得る高分子コレ
ステリック液晶化合物は、この化合物に限定されない。
高分子コレステリック液晶化合物の重量平均分子量は、
1万から50万の範囲が好ましい。1万より小さいと記
録状態の保存安定性が悪くなり、50万より大きいと記
録や消去に数時間を要してしまうため好ましくない。
晶系では記録時間や消去時間が比較的長くなるという問
題がある。また、Tgが低い場合は記録された固定状態
の保存安定性が悪化し、室温程度の温度下での保存によ
り固定状態が消えてしまう場合がある。そのため、Tg
は、少なくとも30℃以上であることが好ましい。但
し、本発明の記録媒体及び装置を低温環境下のみで取り
扱う場合には、Tgは特に限定されず、取り扱う環境の
温度以上であれば良い。
に、本発明では、分子量が900以上1万以下、好まし
くは1000以上2000以下、で分子量分布を持たな
いコレステリック液晶性化合物あるいはその混合物(以
後、中分子コレステリック液晶とも記す)を用いること
が好ましい。該中分子コレステリック液晶化合物は、等
方相あるいは高温でのコレステリック液晶相とした後、
ガラス転移温度以下、あるいは常温まで急冷すると、前
記加熱状態のコレステリック化合物はその分子配列を保
持したままガラス状固体(以下、コレステリックガラス
相と呼ぶ。)になり、選択反射色が観測されるものであ
る。
が900より小さいと急冷により結晶化が起こってコレ
ステリックガラス相が固定されない。これは、急冷に伴
う分子の再配向が早いためと考えられる。また、分子量
が1万より大きいと1画素が数百ミリ秒程度以下での実
用的な記録や消去が困難になる。
等方相を示す温度まで到達させた後、次に該層をコレス
テリック反射色を示す温度まで冷却して前記コレステリ
ック反射色を固定させた後、再び加熱し少なくともその
一部を結晶化させるか、あるいは、等方相を示す温度ま
で到達させた後、急冷して少なくとも一部を非晶質状態
とすることにより、白色表示ができる。
は、下式(I)および(II)に示されるものが好まし
い。また、下式(I)および(II)で示される化合物と
も、それぞれnの数が異なる混合物であってもよく、さ
らに前式(I)と(II)の混合物であってもよい。
録材料として用いるコレステリック液晶化合物は、その
分子量が2000以下で、ガラス転移温度が30℃以上
で、ガラス転移温度以上でコレステリック液晶相を示
し、さらにそれ以上の温度で等方相を示すものである。
特に前式(II)のnが8である下式(IV)で示されるコ
レステリック液晶化合物(Dicholesteryl
10,12−Docosadiynedioat)が
固定化されたコレステリックピッチ反射色による安定性
が高いので好ましい。本発明で使用するコレステリック
液晶化合物は、その複数種類を混合して用いても良い。
性化合物だけで構成することが好ましいが、バインダー
樹脂やスペーサー粒子を含有するものであってもよい。
バインダー樹脂としては、例えばポリ塩化ビニル、ポリ
酢酸ビニル、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、アクリル
樹脂、ポリウレタン、ポリエステルなどが挙げられる。
スペーサー粒子としては、一般的な液晶ディスプレイ用
に用いられているものが使用できる。
その種類は制限されるものではないが、必要とする加熱
速度に応じて、適宜、適当な加熱手段および加熱条件を
選択できるが、加熱手段としては、例えばホットプレー
ト、レーザー光、サーマルへッドなどを使用することが
出来る。ただし、加熱手段はこれらに限定されるもので
はない。
手段も、特にその種類は制限されるものではないが、例
えば所望するコレステリック反射色に応じて必要とする
冷却速度に応じて、適宜、適当な冷却手段および冷却条
件を選択できる。冷却手段としては、例えば水冷、空
冷、金属板、ガラス板等などを使用することが出来る。
ただし、冷却手段はこれらに限定されるものではない。
m程度の可視光領域に存在することが好ましく、この場
合、人間が視認することができる。ただし、機械により
読み取る場合などは、紫外領域や赤外領域に選択反射波
長が存在していてもよい。Ch反射層の厚さは、0.5
〜50μm、好ましくは1〜20μmの範囲から適宜選
択すればよい。Ch反射層が薄すぎると最大反射が得ら
れる波長における反射率が低くなるため表示画像のコン
トラストが低下し、厚すぎるとCh反射層内での光吸収
が多くなって表示画像のコントラストが低下する。ま
た、厚すぎると下層の発色層2への熱伝達が悪くなる。
って達成されるものが好ましいが、顕色剤と発色剤の組
合せによる方式だけに限らない。発色と消色が熱的に可
逆変化する材料系ならば用いることが出来る。ここで用
いられる顕色剤は、その分子内に顕色能を持つ構造と長
鎖の脂肪族基(以下、長鎖構造と言う)を持つものであ
る。可逆的熱発色性の組成物では、顕色剤に対し、適当
な発色剤の組合せが用いられる。たとえば、この組合せ
は、両者を加熱溶融し急冷して得た発色状態試料を示差
走査熱量分析または示差熱分析したとき昇温過程におい
て発熱現象を示すか否かによって選択され、発熱現象を
示すものであれば本発明に適用可能なものである。この
可逆的熱発色性の組成物は、顕色剤と発色剤を混合溶融
し発色する温度以上に加熱し、急冷することにより発色
状態をとることができる。これを再び昇温していくと、
発色温度より低いある温度ですみやかにその発色体の消
色が起きる。このような発色、消色現象を起こす可逆的
熱発色性の組成物に対して消色促進剤を添加しても良
い。
的に分子内に発色剤を発色させることができる顕色能を
示す構造と、分子間の凝集力をコントロールする長い脂
肪族鎖構造部分を合わせ持つ化合物であり、炭素数12
以上の脂肪族基を持つ有機リン酸化合物、芳香族または
脂肪族カルボン酸化合物あるいはフェノール化合物等で
ある。脂肪族基は、直鎖状または分枝状のアルキル基、
アルケニル基が包含され、ハロゲン、アルコキシ基、エ
ステル基等の置換基を持っていてもよい。具体的には特
開平10−151859号公報に記載される化合物が例
示できるが、これらの化合物には限定されない。
は電子供与性を示すものであり、それ自体無色あるいは
淡色の染料前駆体であり、特に限定されず、従来公知の
もの、たとえば、フルオラン系化合物、フェノチアジン
系化合物、ロイコオーラミン系化合物、フタリド系化合
物、アザフタリド系化合物などが用いられる。具体的に
は特開平10−95175号公報に記載される化合物が
例示できるが、これらの化合物には限定されない。
して低融点化合物または高融点化合物などを添加するこ
とができる。その例として次のような物質が挙げられ
る。脂肪酸、脂肪酸誘導体または脂肪酸金属塩、ワック
スおよび油脂、高級アルコール類、リン酸エステル類、
安息香酸エステル類、フタル酸エステル類、オキシ酸エ
ステル類、シリコーンオイル、液晶化合物、界面活性剤
など長鎖炭化水素基をもつ化合物を用いることができ
る。
の割合は、使用する化合物の物性によって適切な比率を
選択する必要がある。その範囲はおおむね、モル比で発
色剤1に対し顕色剤が1から20の範囲であり、好まし
くは2から10の範囲である。顕色剤がこの範囲より少
ないと消色性が不十分となり、また、多すぎると発色濃
度が不十分となる。
めに、必要に応じてバインダー樹脂を用いて顕色剤と発
色剤を保持することができる。バインダーとしては、た
とえばポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル−
酢酸ビニル共重合体、ポリスチレン、スチレン系共重合
体、フェノキシ樹脂、ポリエステル、芳香族ポリエステ
ル、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリアクリル酸
エステル類、ポリメタクリル酸エステル類、アクリル酸
共重合体、マレイン酸共重合体、ポリビニルアルコール
などがある。
中に内包して用いることもできる。顕色剤、発色剤のマ
イクロカプセル化は、コアセルベーション法、界面重合
法、インサイチュ重合法など公知の方法によって行うこ
とができる。発色層2の形成は、従来公知の方法に従
い、発色剤および顕色剤をバインダーと共に水または有
機溶剤により均一に分散もしくは溶解して、これを支持
体上に塗布・乾燥することによって行う。またバインダ
ーを用いない場合、顕色剤と発色剤を混合・溶融して膜
とし、冷却して発色層2とすることができる。発色層の
バインダー樹脂の役割は、発色・消色の繰り返しによっ
て可逆的熱発色性の組成物を均一に分散させた状態を保
持することにある。特に、発色時の熱印加で組成物が集
合して不均一化することが多いから、バインダー樹脂は
耐熱性の高いものが好ましい。
めには、いったんCh反射層と発色層2を記録温度以上
に加熱したのち急冷されるようにすればよい。具体的に
は、たとえばサーマルヘッドやレーザー光で短時間加熱
すると記録媒体が局部的に加熱されるため、直ちに熱が
拡散し急激な冷却が起こり、着色状態が固定できる。一
方、消色させるためには適当な熱源を用いて比較的長時
間加熱し冷却するか、消色温度に一時的に加熱すればよ
い。長時間加熱すると記録媒体の広い範囲が昇温し、そ
の後の冷却は遅くなるため、その過程で消色が起きる。
この場合の加熱方法には、熱ローラ、熱スタンプ、熱風
などを用いてもよいし、サーマルヘッドを用いて長時間
加熱してもよい。また、レーザー装置を用いることも出
来る。高出力の炭酸ガスレーザーなどを用いれば、可視
光の吸収層を用いること無く発熱させることが出来る。
Ch反射層および発熱層を消色温度域に加熱するために
は、例えばサーマルヘッドへの印加電圧やパルス幅を調
節することによって、印加エネルギーを記録時よりやや
低下させればよい。この方法を用いれば、サーマルヘッ
ドだけで記録・消去ができ、いわゆるオーバーライトが
可能になる。もちろん、熱ローラ、熱スタンプによって
消色温度域に加熱して消去することもできる。また、消
色時にも光源装置を用いることが出来る。この場合、着
色部は特に光を吸収し易いため、効率よく発熱させるこ
とが出来る。
て説明する。図2は前記した可逆的熱発色性組成物の発
色濃度と温度の関係を示す。この図の横軸は温度を示
し、縦軸は濃度を示している。図中Aは常温で消色状態
にある組成物を示し、Bは加熱・溶融状態にあり発色し
た状態の組成物を示す。また、Cは常温で発色状態にあ
る組成物を示す。組成物Aを昇温していく場合、発色開
始温度T3で発色し始め、発色状態濃度が飽和する温度
T4(以後、発色飽和温度T4と記す)で組成物Bとな
る。この組成物Bを急冷すると、発色状態を維持したま
ま、常温に戻り組成物Cに変化する(図中の実線の経
路)。発色状態の組成物Cを再び昇温していくと、消色
開始温度T1で濃度が低下し始め、ついには消色温度T
2でほぼ消色状態となり組成物Eに変化する。組成物E
を冷却し降温するとそのまま消色状態の組成物Aに戻る
(図中の鎖線の経路)。ここで、消色温度T2から発色
開始温度T3までの温度が組成物の消色温度領域とな
る。本組成物が示す発色・消色現象の特徴は、溶融して
発色する温度より低い温度領域に消色温度範囲があり、
組成物を常温発色状態からこの範囲に加熱すると消色す
ることである。また、発色と消色の現象は繰り返しが可
能である。なお、図2は本発明の組成物の代表的な発色
と消色の仕方を示したものであり、各温度は用いる材料
の組合せで異なる。また、溶融して発色している状態の
組成物Bの濃度と、その状態から冷却して得た発色状態
の組成物Cの濃度は必らずしも一致するものではなく、
異なる場合もある。
て説明する。図3に、中分子コレステリック液晶性化合
物を用いた場合の可逆的Ch反射層の選択反射色と温度
の関係を示す。この図の横軸は温度を示し、縦軸は選択
反射色を示している。図中で、常温での結晶状態aを昇
温していくと、等方相転移温度T6以上で溶融状態の等
方相bに変化する。この等方相bからガラス転移温度T
g(図示せず)以下まで急冷すると、常温で透明状態の
非晶質相cに固定化される。高温の等方相bからコレス
テリック液晶相eの温度領域に冷却すると、温度に応じ
た選択反射色(eR、eG、eB)を示す。前式(IV)
で示される10,12−ドコサジインジカルボン酸ジコ
レステリルエステル(分子量:1099.8、ガラス転
移温度:80℃、以下chol−8−diyne−8−
cholと記す)では、115℃程度で430nmの青
色、87℃程度で610nmの赤色を示す。この状態か
らガラス転移温度Tg(図示せず)以下まで急冷する
と、室温で選択反射状態が固定化されたコレステリック
ガラス相(fR、fG、fB)が得られる。あるいは、
等方相bでの急冷開始温度や急冷速度を変えることで、
一段階的に非晶質相cやコレステリックガラス相
(fR、fG、fB)を得ることも出来る。
相fを再度加熱していくと、結晶化温度T5で結晶化が
始まり白濁状態dとなる。ここで冷却すると結晶状態a
に戻る。また、コレステリック液晶相eから徐々に冷却
すると、結晶化状態aが得られる場合と、透明状態(図
示せず)が得られる場合がある。この原因は明らかでは
ないが、この液晶層が接する界面の影響によるものと考
えられる。なお、図3は本発明の液晶性組成物の代表的
な記録特性を示したものであり、等方相転移温度T6や
結晶化温度T5などは用いる材料で異なる。
記録消去プロセスは、支持基体1が白色の場合は、発色
層2を消色温度T2以上に加熱した後冷却する。これ
は、Ch反射層が選択反射状態を示していても、発色層
2が確実に消色していれば、選択反射色は観察されず白
色表示が得られるためである。支持基体1が透明の場合
は、Ch反射層を結晶化温度T5以上、かつ、発色層2
を消色温度T2以上に加熱した後冷却する。これは、透
過型の場合は、Ch反射層も透明あるいは僅かな白濁状
態にする必要があるためである。ここで、Ch反射層の
結晶化温度T5が発色層の発色開始温度T3よりも大き
い場合、記録画像を消去するためにCh反射層を結晶化
温度T5以上まで加熱すると、発色層が再発色してしま
う場合がある。したがって、T3>T5となるように材
料を組み合わせる必要がある。
像を熱書込みした場合、画像エッジ部(輪郭部)の加熱
温度と冷却速度にムラが発生する場合がある。したがっ
て、Ch反射層の下層全面に光吸収層があるような場合
には、記録した画像の輪郭部の選択反射色が異なって観
察される場合がある。この輪郭部の色違いを防止するた
めには、輪郭部の選択反射色を観察出来ないようにすれ
ば良い。すなわち、Ch反射層の記録画像よりも、発色
層の記録画像を一回り小さく形成すれば、画像輪郭部の
選択反射色は観察されず、均一な色の部分の画像のみが
観察される。
発色層の記録画像を小さく形成するためには、発色開始
温度T3が等方相転移温度T6以上(T3≧T6)であ
る必要がある。本発明の可逆記録媒体を表面側からサー
マルヘッドなどで加熱した場合、上層のCh反射層内の
温度よりも、下層の発色層内の温度の方が低くなる傾向
がある。図4および5の(a)に可逆記録媒体断面の温
度分布のモデル図を示す。図中の点線は比較的高温部の
分布を、実線の曲線はT6の分布を、破線の曲線は比較
的低温部の分布を示している。Ch反射層ではT6以上
に加熱・急冷された部分がコレステリックガラス相とし
固定化されるが、輪郭部では温度分布による色ムラが発
生し易い。ここで、発色層の発色開始温度T3が比較的
低いT3<T6の場合、図4の(a)のように発色層は
破線曲線部まで発色し、発色部の面積が比較的大きくな
る。特に発色開始温度T3と発色飽和温度T4の差が小
さい場合、高濃度に発色した部分の面積も大きくなる。
すると選択反射色の輪郭部も観察され易くなるため、図
4の(b)のように画像輪郭部の色ムラが発生してしま
う。そこで、T3≧T6の条件にすれば、図5の(a)
のようにCh反射層内の記録部面積よりも、発色層内の
発色面積の方が確実に小さく出来る。したがって、輪郭
部の色ムラの部分には光吸収層が無いため選択反射光は
観察されず、図5の(b)のように輪郭部の色ムラの無
い均一な画像のみが観察される。
チルアミノフルオランを用い、これら顕色剤と発色剤を
塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体とともにメチルエチル
ケトン中で分散混合し、透明PETフィルム上に塗布乾
燥して膜厚約6μmの発色層を形成した。このフィルム
上に、前式(IV)で示されるコレステリック液晶(ch
ol−8−diyne−8−chol)系化合物を適量
載せて130℃に加熱したホットプレート上に30秒間
載せて充分に加熱溶融させた。
を被せ、130℃に加熱した対向ホットプレートを載せ
て1kg/cm2の圧力で均一に加圧しながら膜厚約1
0μmに伸ばした後、5℃/minの速度で徐々に冷却
し、選択反射層を形成した。その結果、発色層の記録特
性が消色開始温度T1=55℃、消色温度T2=90
℃、発色開始温度T3=130℃、発色温度T4=15
0℃で、選択反射層の記録特性が結晶化温度T5=97
℃、等方相転移温度T6=120℃の透過型の可逆記録
媒体を得た。初期化時の冷却条件として徐冷しているた
め、発色層は無色状態、選択反射層も透明状態で固定化
された。
面に画像情報を熱書込みした。ドット密度6dot/m
m、印加電力0.2W/dot、書込み速度5mm/s
ecの条件で使用し、駆動パルス幅を数msecから数
十msecの範囲で変化させて、単位面積当たりの記録
エネルギーを制御した。常温環境下で、画像状に65m
J/mm2のエネルギーで記録し、サーマルヘッド出口
に冷風を送風して強制的に冷却したところ、発色層はほ
ぼ無色のままで、Ch反射層にはコレステリックガラス
相が得られた。このコレステリックガラス相は赤色波長
の選択反射を示しており、透過光としては補色のシアン
光が目視観測された。同様に画像状に85mJ/mm2
エネルギーで記録し、サーマルヘッド出口にファンで送
風して冷却したところ、今度は発色層も黒色に発色し、
Ch反射層にはコレステリックガラス相が得られた。こ
のコレステリックガラス相は緑色波長の選択反射を示し
ており、発色層での補色光の光吸収により、反射光では
目視で緑色の記録画像が観察された。この部分は発色層
で透過光が吸収されるため、透過光では黒色が観察され
る。記録後のシートをOHPで投影したところ、白色表
示の下地の中にシアン色と黒色の画像が表示され、コン
トラストが高い多色表示が得られた。また、このシート
全体をホットプレート上で125℃まで加熱して、5℃
/minの速度で徐々に冷却したところ、発色層は消色
し、Ch反射層は透明状態になった。OHPで投影した
ところ全面白色表示が得られ、記録画像が消去できた。
剤として2−(o−クロロフェニル)アニリノ−6−ジ
ブチルアミノフランを用い、これら顕色剤と発色剤を塩
化ビニル−酢酸ビニル共重合体とともにメチルエチルケ
トン中で分散混合し、白色PETフィルム上に膜厚約6
μmの発色層を実施例1と同様形成した。
ステリック系液晶化合物を適量載せて130℃で加熱溶
融させた。実施例1と同様に、溶融状態で厚さ25μm
のPESフィルムを被せて均一に加圧し、膜厚約10μ
mに伸ばして冷却し、Ch反射層を形成した。その結
果、発色層の記録特性が消色開始温度T1=62℃、消
色温度T2=80℃、発色開始温度T3=92℃、発色
温度T4=100℃で、Ch反射層の記録特性が結晶化
温度T5=97℃、等方相転移温度T6=120℃の反
射型の可逆記録媒体を得た。初期化時の冷却条件として
徐冷しているため、発色層は最初の発色状態から無色状
態に変化し、Ch反射層も透明状態で固定化された。
ギーで記録した、サーマルヘッド出口にファンで送風し
て強制的に冷却したところ、発色層は黒色が固定化さ
れ,Ch反射層には透明状態の非晶質相が固定化され
た。以上のようにして、ペーパーライクな白色表示の下
地の中に赤、緑、青、黒の多色画像が表示できた。な
お、サーマルヘッド出口での送風強度や空気温度などの
冷却条件は,記録条件に応じて適宜変化させた。ここ
で,緑色画像の輪郭部を拡大観察したところ、赤色が記
録されている部分もあった。これは、T4<T6で発色
温度T4が比較的低いため、発色部の画像面積が比較的
大きくなり、液晶ガラス部の輪郭部に発生した固定化状
態のムラの選択反射色をそのまま表示しているためであ
る。しかし,この輪郭部の色ムラは実用上問題無いレベ
ルであった。次に,ホットプレート上で、シート全体を
結晶化温度T5より僅かに高い100℃まで加熱して急
冷したところ、Ch反射層は結晶化して僅かに白濁化し
たが、T3<T5であるため、画像は一度消色したもの
の全面が再発色してしまった。そこで,再度ホットプレ
ート上で130℃まで加熱して徐々に冷却したところ、
発色層は消色し、Ch反射層は透明状態になった。
て2−アニリノ−3−メチル−6−n−ジブチルアミノ
フルオランを用いた以外は、実施例2と同様にした。そ
の結果、発色層の記録特性が消色開始温度T1=70
℃、消色温度T2=90℃、発色開始温度T3=140
℃、発色温度T4=150℃で、選択反射層の記録特性
が結晶化温度T5=97℃、等方相転移温度T6=12
0℃の反射型の可逆記録媒体を得た。T3>T5および
T4≧T6の条件を満たしている。
ろ、良好な多色画像を形成することが出来た。緑色画像
の輪郭部を拡大観察したが、輪郭部に赤色は観察されな
かった。これは、等方相転移温度T6が発色温度T4よ
りも小さいため、Ch反射層の記録面積よりも発色層の
発色面積の方が一回り小さくなり、液晶ガラス部の輪郭
部の選択反射色を表示できなくなったためである。但
し、発色画像の面積が僅かに小さくなるため線が細くな
ったが、実用上問題無いレベルであった。次に、サーマ
ルヘッド装置を用いて、シート表面をT5以上の110
℃になるように55mJ/mm2のエネルギーで加熱し
たところ、発色層内部はT2まで達成し消色した。ここ
では、T3>T5で発色開始温度T3が十分に大きいた
め発色層の再発色は発生しなかった。また、Ch反射層
もT5で結晶化して僅かに白濁化したため、全面白色表
示が得られ、記録画像の消去ができた。
例1のコレステリック系液晶化合物を適量載せて130
℃で加熱溶融させた。溶融状態で厚さ25μmのPES
フィルムを被せて均一に加圧し、膜厚約10μmに伸ば
して冷却し、Ch反射層のみを形成した。Ch反射層の
記録特性が結晶化温度T5=97℃、等方相転移温度T
6=120℃の反射型の可逆記録媒体を得た。初期化時
の冷却条件として徐冷しているため、Ch反射層は透明
状態で固定化された。実施例2と同様な方法で熱記録し
たところ、黒色の下地の中に赤、緑、青の多色画像が表
示できた。また、黒色の下地の中に白色の画像を記録す
るために、画像状に100℃まで加熱したところ、結晶
化により白濁したが、膜厚が薄いため十分な白色表示は
得られなかった。
発色層を設けているので、選択反射現象だけでは表示が
困難な色を表示することができ、かつ、非画像部とのコ
ントラストが向上した可逆記録媒体が得られる。 2.請求項4 可逆的熱発色層の発色状態が黒色であるので、選択反射
現象だけでは表示が困難な黒色を表示することができ、
かつ、鮮やかな選択反射色を得ることが出来る可逆記録
媒体が得られる。 3.請求項5 支持基体が白色であるので、選択反射現象だけでは表示
が困難な白色を表示することができ、かつ、ペーパーラ
イクで多色表示が可能な可逆記録媒体が得られる。 4.請求項7〜8 中分子コレステリック液晶化合物を用いているので、高
速に記録・消去ができ、かつ多色表示が可能な可逆記録
媒体が得られる。 5.請求項9 熱発色層の発色開始温度とコレステリック反射層中の結
晶化温度の関係を最適化しているので、確実に記録画像
が消去できる可逆記録媒体が得られる。 6.請求項10 熱発色層の発色開始温度とコレステリック反射層中の等
方相転移温度の関係を最適化しているので、画像輪郭の
色ムラが少なくなり、シャープな多色画像の形成が可能
な可逆記録媒体が得られる。 7.請求項11 選択反射現象だけでは表示が困難な黒色や白色も表示で
きる多色記録が可能な可逆記録方法が得られる。 8.請求項12 画像輪郭の色ムラが少なくなり、シャープな多色画像の
形成が可能な可逆記録方法が得られる。 9.請求項13 選択反射現象だけでは表示が困難な色を表示することが
でき、かつ、非画像部とのコントラストが向上した可逆
記録媒体が得られる可逆記録装置が提供される。 10.請求項14 画像輪郭の色ムラが少なくなり、シャープな多色画像の
形成が可能な可逆記録媒体が得られる可逆記録装置が提
供される。
的断面図である。
度と温度の関係を示す図である。
合の可逆的Ch反射層と温度の関係を示す図である。
布のモデル図(a)および該媒体の輪郭部の色ムラの発
生状態を示す図(b)である。
布のモデル図(a)および該媒体の輪郭部の色ムラの発
生状態を示す図(b)である。
Claims (14)
- 【請求項1】 支持基体上に可逆的コレステリック反射
層が設けられ、かつ前記支持基体と可逆的コレステリッ
ク反射層の間に、可逆的熱発色層を有して構成され、前
記可逆的コレステリック反射層は、該層の一部、あるい
は全部の領域をガラス転移温度以上に加熱し、この加熱
の加熱温度に応じて現れたコレステリック液晶相の選択
反射状態あるいは等方相の透明状態をガラス転移温度以
下に固定できるものであることを特徴とする可逆記録媒
体。 - 【請求項2】 可逆的熱発色層は、その溶融温度以上に
加熱することによって電子供与性呈色化合物と電子受容
性化合物の発色体を形成して発色状態となり、また、溶
融発色温度より低い温度への再加熱によって電子受容性
化合物が発色体から分離して消色状態となるものである
請求項1記載の可逆記録媒体。 - 【請求項3】 可逆的コレステリック反射層が、該層の
一部、あるいは全部の領域を等方相あるいは高温でのコ
レステリック液晶相を示す温度まで加熱させた後、固定
化を所望する選択波長に応じて適当な冷却速度を選択し
てコレステリック液晶化合物のガラス転移温度以下また
は常温に冷却することにより、あるいは前記冷却後に結
晶化温度まで再加熱することにより、可逆的コレステリ
ック反射層の部分的あるいは全面的にコレステリック液
晶相、非晶質相あるいは結晶相のいずれかの分子配列状
態を固定できるものである請求項1〜2のいずれかに記
載の可逆記録媒体。 - 【請求項4】 可逆的熱発色層の発色状態が黒色である
請求項1〜3のいずれかに記載の可逆記録媒体。 - 【請求項5】 支持体が白色である請求項1〜4のいず
れかに記載の可逆記録媒体。 - 【請求項6】 可逆的コレステリック反射層を構成する
コレステリック液晶化合物が、高分子コレステリック液
晶化合物である請求項1〜5のいずれかに記載の可逆記
録媒体。 - 【請求項7】 可逆的コレステリック反射層を構成する
コレステリック液晶化合物が、分子量が2000以下
で、ガラス転移温度が30℃以上のコレステリック液晶
化合物である請求項1〜6のいずれかに記載の可逆記録
媒体。 - 【請求項8】 コレステリック液晶化合物が、下記式
(I)で示される少なくとも1種の化合物および/また
は(II)で示される少なくとも1種の化合物である請求
項7記載の可逆記録媒体。 【化1】 (式中、n=5、6、7、R=H、CH3) 【化2】 (式中、n=2、3、4、5、6、7、8、9、10) - 【請求項9】 前記可逆的熱発色層の発色開始温度をT
3、前記可逆的コレステリック反射層中の液晶性化合物
の結晶化温度をT5とした場合に、T3>T5の関係を
満たすものである請求項1〜8のいずれかに記載の可逆
記録媒体。 - 【請求項10】 前記可逆的熱発色層の発色開始温度を
T3、前記可逆的コレステリック反射層中の液晶性化合
物の等方相転移温度をT6とした場合に、T3≧T6の
関係を満たすものである請求項1〜9のいずれかに記載
の可逆記録媒体。 - 【請求項11】 請求項1〜10のいずれかに記載の可
逆記録媒体の可逆的コレステリック反射層側の表面から
記録画像に対応して部分的に加熱して、加熱部直下の可
逆的コレステリック反射層および可逆的熱発色層に、そ
れぞれ、選択反射部および発色部から成る記録画像を重
ねて形成し、かつ前記の記録媒体の構成および/または
加熱条件を選定し、前記の記録画像の形成を、選択反射
部を透過した光を発色部で吸収して、選択反射した光の
みを観察できるよう設定することを特徴とする可逆記録
方法。 - 【請求項12】 可逆的コレステリック反射層の記録画
像よりも、それに対応した可逆的熱発色層の記録画像を
小さく形成する請求項11記載の可逆記録方法。 - 【請求項13】 請求項1〜10のいずれかに記載の可
逆記録媒体の可逆的コレステリック反射層側の表面から
記録画像に対応して部分的に加熱して、加熱部直下の可
逆的コレステリック反射層および熱発色層に、それぞ
れ、選択反射部および発色部から成る記録画像を重ねて
形成できる加熱手段、および前記選択反射部を透過した
光を発色部で吸収して、選択反射した光のみを観察でき
るように設定可能な手段を少なくとも有することを特徴
とする可逆記録装置。 - 【請求項14】 可逆的コレステリック反射層の記録画
像よりも、それに対応した可逆的熱発色層の記録画像を
小さく形成できる手段を有する請求項13記載の可逆記
録装置。
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