JP2854875B2

JP2854875B2 - 情報記録再生方法

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Publication number: JP2854875B2
Application number: JP1067249A
Authority: JP
Inventors: 誠松尾; 博之小幡; 正行飯嶋
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1989-03-18
Filing date: 1989-03-18
Publication date: 1999-02-10
Anticipated expiration: 2014-02-10
Also published as: JPH02245735A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、電圧印加時露光記録方法による露光パター
ンを、液晶ポリマの配向により記録することにより、情
報を液晶ポリマの分子レベルで記録することができる情
報記録媒体に関する。

〔従来の技術〕

従来、電子写真技術等において電極層上に光導電層を
蒸着させ、その光導電層上を全面帯電させた後像露光
し、露光部の電荷をリークさせることにより光導電層上
に静電潜像を光学的に形成させ、その残留電荷と逆極性
の電荷を有するトナーを付着させ、紙等に静電転写して
現像するものが知られている。これは主として複写用に
使用されているが、記録媒体としての光導電層における
静電荷の保持期間を短くし静電潜像形成後は直ちにトナ
ー現像されるものであり、これを例えば撮影用とすると
低感度のためとても使用できない。

またTV撮影技術は撮像管で得られた電気的像信号を取
り出し、また記録するためには線順次走査が必要とな
る。線順次走査は撮像管内では電子ビームで、ビデオ記
録では磁気ヘッドで行うが、解像性は走査線数に依存す
るために銀塩写真のような面状アナログ記録に比較して
著しく劣化するという問題がある。

更に近年発達しつつある固体撮像素子を利用したTV撮
像系も解像性に関しては本質的に同様であり、これらの
技術の内蔵する問題は、画像記録が高品質、高解像度で
あればあるほど処理工程が複雑であり、工程が簡便であ
れば記憶機能の欠如或いは画質の基本的劣化がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明者等は、先に前面に電極を設けた光導電層から
なる感光体と、後面に電極が設けられた電荷保持層から
なる電荷保持媒体とを対向させて配置し、両電極間に電
圧印加した状態で像露光した後、電荷保持媒体を分離
し、電荷保持層面に像情報として蓄積される表面電位を
増幅し像再生出力させることにより極めて鮮明に情報を
再生しうることを見出し、その電荷保持媒体について出
願した（特願昭63−127555号）。

本発明は、情報を液晶ポリマの分子レベルでの配向に
より記録することができる情報記録媒体の提供を課題と
する。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本発明の第１の情報記録再生方法は、前面
に電極が設けられた光導電層からなる感光体と、感光体
に対向し、後面に電極が設けられた液晶ポリマ層からな
る情報記録媒体を配置し、両電極間への電圧を印加した
状態で情報記録媒体をその液晶相領域まで加熱しつつ像
露光し露光パターンを液晶ポリマの配向により記録した
後、情報記録媒体を分離して冷却し、次いで記録された
露光パターンを偏光手段を介して再生することを特徴と
する。

本発明の第２の情報記録再生方法は、前面に電極が設
けられた光導電層からなる感光体と、感光体に対向し、
後面に電極が設けられた液晶ポリマ層からなる情報記録
媒体を配置し、両電極間への電圧を印加した状態で像露
光した後、情報記録媒体を分離し、更に、該情報記録媒
体をその液晶相領域まで加熱して露光パターンを液晶ポ
リマの配向により記録した後、冷却し、次いで記録され
た露光パターンを偏光手段を介して再生することを特徴
とする。

以下、本発明の情報記録媒体の構成材料とその形成方
法、および情報記録方法、情報記録再生方法について説
明する。

第１図は本発明の情報記録媒体の断面図、第２図は本
発明の他の情報記録媒体の断面図で、図中３は情報記録
媒体、11は液晶ポリマ層、13は電極、14は絶縁層、15は
支持体である。

本発明の情報記録媒体は液晶ポリマ層に情報を記録す
るものである。

液晶ポリマ層11は、サーモトロピック（熱溶融型）液
晶を使用する。液晶ポリマは加熱されると固体状態から
液晶相、溶液相へと相転移していく。例えばポリエステ
ル系においては、液晶状態で粘性が非常に低くなり、ネ
マチック液晶相を示すものである。

具体的にはポリエステル系では、例えばX7G（商品
名、イーストマンコダック社製）、エコノール（同、住
友化学工業（株）製）、Xydar（同、ダート日本石油化
学工業（株）製）、Vectra（同、セラニーズ、ポリプラ
スチック社製）、ノバキュレート（同、三菱化成工業
（株）製）、ロッドラン（同、ユニチカ（株）製）、Ul
trax（同、BASF社製）、出光LCP（同、出光興産（株）
製）東レLCP（同、東レ社製）、またポリエステルアミ
ド系のもの、ポリアゾメチン系等の主鎖型液晶ポリマー
の他、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、ポリシ
ロキサン、ポリペプチド、ポリホスファゼン、ポリエチ
ルイミン等の骨格鎖に液晶性を有するメソゲン基を導入
した側鎖型液晶ポリマー、液晶コポリマーを使用するこ
とができる。

さらに上記液晶ポリマーを二種以上混合するか、ある
いは液晶性を有する低分子液晶をポリマー中に混合した
ものを使用することができる。

第１図（イ）に示す液晶ポリマ層11は、液晶ポリマを
電極基板13上にコーティングすることにより形成され、
１μｍ〜数百μｍの膜厚とするとよい。

このようにして形成した液晶ポリマからなる情報記録
媒体に情報を記録するには、冷却固化した液晶ポリマを
再度液晶相温度領域に加熱しつつ、電圧印加する、ある
いは電圧印加後時間をおいて加熱することにより行われ
る。液晶ポリマ層を加熱するには、例えば支持体15中に
設けた抵抗加熱により加熱してもよく、また情報記録媒
体部のみを外部より加熱する手段を設けることにより加
熱してもよい。第１図（ロ）に示すように電圧印加部に
おいて液晶ポリマ分子の配向が変更されるものである。

上記の液晶ポリマには、その固体状態で絶縁性を有す
るものは電極基板上に直接コーティングするとよいが、
絶縁性の悪い液晶ポリマは、第２図に示すように絶縁層
を介して電極上に塗布される。

絶縁層14は電荷の移動を抑えるため高絶縁性の絶縁性
樹脂からなるものであり、比抵抗で10¹⁴Ω・cm以上の絶
縁性を有することが要求される。また絶縁層を構成する
樹脂としては液晶ポリマの液晶領域温度以上の耐熱性が
要求されるとともに、その温度範囲において一定時間情
報電荷を保持することができる樹脂である必要がある。

このような樹脂としては、例えば弗素樹脂、例えばポ
リテトラフルオロエチレン、弗素化エチレンプロピレ
ン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビ
ニルエーテル共重合体、またポリイミド樹脂、ポリエー
テルエーテルケトン樹脂、ポリパラキシリレン等を使用
することもできる。

まず電極13上、および液晶ポリマ層上に積層される絶
縁層14は、電極上に蒸着、スパッタ法等により、または
溶剤に溶解させてコーティング、ディッピングすること
により層形成することができる。また上記ポリマーのフ
ィルムを接着剤等を介して貼着することにより層形成さ
せてもよい。膜厚は電荷のトンネリング現象が生じない
膜厚とする必要があり、少なくとも1000Å以上の膜厚と
するとよい。

また絶縁層は予めその表面をラビング処理、配向剤等
を使用して配向処理を行っておくとよい。尚、絶縁層を
ボリイミド膜とすれば耐熱性を有し、またより配向効果
を高めることができるので好ましい。このポリイミド膜
は、ポリアミック酸を使用し、塗布後、加熱処理するこ
とにより形成してもよく、その配向処理方向を直交させ
てフィルム状の絶縁層を積層するとよい。

絶縁層は電極、また後述する感光体からの放電電荷等
の液晶ポリマ相への注入を防止するものであり、また感
光体からの放電電荷等を保持することにより、像露光部
での配向を可能とするものである。

支持体15は、情報記録媒体３を強度的に支持するもの
であり、液晶ポリマ層を支持することができるある程度
の強度を有していれば、その材質、厚みは特に制限がな
く、例えば可撓性のあるプラスチックフィルム、或いは
硝子、プラスチックシート等の剛体が使用され、光透過
性、液晶ポリマ溶融温度での耐熱性が要求される。具体
的には、情報記録媒体３がフレキシブルなフィルム、テ
ープ、ディスク形状をとる場合には、フレキシブル性の
あるプラスチックフィルムが使用され、強度が要求され
る場合には剛性のあるシート、ガラス等の無機材料等が
使用される。

また支持体の他方の面には、必要に応じて反射防止効
果を有する層を積層するか、また反射防止効果を発現し
うる膜厚に支持体等を調整するか、更に両者を組み合わ
せることにより反射防止性を付与するとよい。

電極13は支持体15上に形成され、透明、又は半透明で
あることが必要であり、上記同様に耐熱性が要求され、
その材質は比抵抗値が10⁶Ω・cm以下であれば限定され
なく、無機金属導電膜、無機金属酸化物導電膜、四級ア
ンモニウム塩等の有機導電膜等である。このような電極
は蒸着、スパッタリング、CVD、コーティング、メッ
キ、ディッピング、電解重合等の方法により形成され
る。またその膜厚は電極を構成する材料の電気特性、お
よび情報記録の際の印加電圧により変化させる必要があ
るが、例えば100〜3000Å程度であり、支持体と液晶ポ
リマ層との間の全面、或いは液晶ポリマ層の形成パター
ンに合わせて形成される。

次ぎに本発明の情報記録媒体への情報記録方法につい
て説明する。

第３図は情報記録方法を説明するための図で、図中１
は感光体、５は光導電層支持体、７は感光体電極、９は
光導電層、17は電源である。

まず1mm厚のガラスからなる光導電層支持体５上に100
0Å厚の酸化インジューム錫（ITO）からなる透明な感光
体電極７を形成し、この上に10μｍ程度の光導電層９を
形成して感光体１を構成している。

同図（イ）に示すようにこの感光体１に対して、10μ
ｍ程度の空隙を介して情報記録媒体３が配置される。

次いで同図（ロ）に示すように電源17により電極７、
13間に電圧を印加する。暗所であれば光導電層９は高抵
抗体であるため、空隙に加わる電圧がパッシェンの法則
に従う放電開始電圧以下であれば、電極間には何の変化
も生じない。また放電開始電圧以上の電圧が外部電源に
より空隙に印加されると放電が起こり、情報記録媒体表
面に電荷が蓄積され、放電開始電圧に下がるまでその状
態が続き、カブリ電荷となる。

またこの情報記録媒体への記録に際して、情報記録媒
体を例えば支持体中に埋設した抵抗加熱（図示せず）に
より加熱し、液晶ポリマを液晶相を示す温度まで加熱す
ることが必要である。この温度領域状態て、感光体１側
より光18が入射すると、光が入射した部分の光導電層９
は導電性を示し放電が生じ、絶縁層表面に電荷が蓄積さ
れると共に、液晶ポリマ層における電荷蓄積部位におい
て液晶ポリマ分子の配向が生じる。また予め均一なカブ
リ電荷がある場合でも、光が入射した部分では更に電荷
が蓄積されるので、未露光部とのコントラストにより情
報を記録することができる。

また上記のように像電荷の放電による形成に際して
は、液晶ポリマによって低電圧で作動するものもあるの
で、印加電圧を設定するにあたっては感光体、空気ギャ
ップ、情報記録媒体間における電圧配分を適宜設定する
ことにより、液晶ポリマ層にかかる電圧配分をその作動
電圧領域に設定するとよい。

このようにして液晶ポリマ層に情報を記録した段階で
電源17をOFFとし、情報記録媒体３を感光体１から剥離
し、同図（ニ）に示すように冷却することにより液晶ポ
リマにおける記録状態を固定化することができる。

この他、同図（ホ）に示すように加熱しない状態で電
圧印加を行い情報記録媒体３を感光体から剥離した後、
同図（ヘ）に示すように情報記録媒体３を加熱した後、
冷却することで固定化することもできる。

この情報記録方法は面状アナログ記録とした場合、液
晶ポリマ分子レベルでの配向が得られるので銀塩写真法
と同様に高解像度が得られ、また露光パターンは液晶ポ
リマ層における配向の形で保時されるので、長期間保存
される。

本発明の情報記録媒体への情報入力方法としては高解
像度静電カメラによる方法、またレーザーによる記録方
法がある。情報光は感光体側から入射されてもよいし、
また情報記録媒体側から入射されてもよいものである。
まず高解像度静電カメラは通常のカメラに使用されてい
る写真フィルムの代わりに、感光体１と、情報記録媒体
３とにより記録部材を形成するもので、機械的なシャッ
タも使用しうるし、また電気的なシャッタも使用しうる
ものである。またプリズムにより光情報を、Ｒ、Ｇ、Ｂ
光成分に分離し、平行光として取り出すカラーフィルタ
ーを使用し、Ｒ、Ｇ、Ｂ分解した情報記録媒体３セット
で１コマを形成するか、または１平面上にＲ、Ｇ、Ｂ像
を並べて１セットで１コマとすることにより、カラー撮
影することもできる。

またレーザーによる記録方法としては、光源としては
アルゴンレーザー（514.488nm）、ヘリウム−ネオンレ
ーザー（633nm）、半導体レーザー（780nm、810nm等）
が使用でき、感光体と情報記録媒体を面状で表面同士を
密着させるか、一定の間隔をおいて対向させ、電圧印加
する。この状態で画像信号、文字信号、コード信号、線
画信号に対応したレーザー露光をスキャニングにより行
うものである。画像のようなアナログ的な記録は、レー
ザーの光強度を変調して行い、文字、コード、線画のよ
うなデジタル的な記録は、レーザー光のON−OFF制御に
より行う。また画像において網点形成されるものには、
レーザー光にドットジェネレーターON−OFF制御をかけ
て形成するものである。尚、感光体における光導電層の
分光特性は、パンクロマティックである必要はなく、レ
ーザー光源の波長に感度を有していればよい。

次ぎに情報記録媒体に記録された情報の再生方法につ
いて説明する。

第４図は情報記録再生方法における電位読み取り方法
の例を示す図で、第１図と同一番号は同一内容を示して
いる。なお、図中、20はレーザー、21は1/4波長板、22
はアナライザー、23は光検出器である。

情報を記録した情報記録媒体から情報を再生するに
は、情報記録媒体における電極を接地する共に、レーザ
ー20を情報記録媒体下部より情報記録媒体を走査させ、
1/4波長板21、アナライザー22からなる偏光手段をその
光路中に配置し、偏光されたレーザー光を光検出器23に
より検出することにより液晶ポリマ層に蓄積された情報
を再生することができる。

自然光による再生の場合には、レーザー光を偏光手段
を介して情報記録媒体を走査し、その透過光を上記同様
にして再生するとよい。

〔作用及び発明の効果〕

情報記録媒体における液晶ポリマは、サーモトロピッ
ク（熱溶融型）液晶からなり、液晶相温度とすると例え
ばポリエステル系においてはネマチック液晶相を示し、
この液晶状態で粘性が非常に低くなるものである。この
段階で電圧印加されると分子の配向を生じるものであ
り、温度を下げることによりその配向した分子配列が残
存し、メモリー効果を有するものである。

本発明はこの液晶ポリマ層を有する情報記録媒体を使
用することにより、情報記録媒体を加熱しつつ、情報光
を入射させる、あるいは情報光による露光が終了した
後、時間をおいて加熱することにより液晶ポリマ分子の
配向を生じさせ、情報光を液晶ポリマの配向の形で記録
しうることを見出したものである。

このようにして液晶ポリマ層に情報を記録した情報記
録媒体から情報を再生するには、レーザー光、自然光等
により、偏光子を介して容易に再生することができるも
ので、静電荷単位での情報を液晶ポリマ分子レベルでの
記録をするものであり、また記録された情報はポリマの
分子配列が冷却されることにより固定化されるので、安
定して保存されるものである。また情報は連続調の画像
としても記録することができ、また（０・１）信号、文
字信号としても記録、再生しうる高解像性を有する情報
記録媒体となしえるものである。

以下、実施例を説明する。

〔実施例１〕 1mm厚のガラス基板上に、スパッタ法により酸化イン
ジーウム錫（ITO）電極を1000Åの膜厚で積層する。そ
の電極上にアクリレートを主骨格としてメソゲン基を持
ったからなる繰り返し単位を有する液晶ポリマ（相転移温度
℃、g36n108i）を、メチルエチルケトン混合溶媒により
30％溶液としてブレードコーターにより、乾燥膜厚10μ
ｍとなるように塗布し、本発明の情報記録媒体を作製し
た。

〔実施例２〕第３図に示すように、後述する参考例で作製した感光
体１と、実施例１で作製した情報記録媒体とを、膜厚10
μｍのポリエステルフィルムをスペーサーとし、情報記
録媒体表面を上記感光体の光導電層面に対向させ、接地
した。次いで50℃の加熱プレート（図示せず）上に情報
記録媒体設置し、次いで両電極間に感光体側を負、液晶
ポリマ層側を正にして、600Vの直流電圧を印加し、電圧
の印加状態で、感光体側より照度1000ルックスのハロゲ
ンランプを光源とする露光を１秒間行い、液晶ポリマ層
への情報記録を行った。

このように情報を記録した情報記録媒体を、第４図に
示すようにアルゴンレーザー20を使用して、液晶ポリマ
層における露光パターンを明瞭に再生することができ
た。

〔参考例〕

ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール10g（亜南香料（株）
製）、2,4,7−トリニトロフルオレノン10g、ポリエステ
ル樹脂2g（バインダー：バイロン200東洋紡（株）
製）、テトラハイドロフラン（THF）90gの組成を有する
混合液を暗所で作製し、In₂O₃−SnO₂を約1000Åの膜厚
でスパッターしたガラス基板（1mm厚）に、ドクターブ
レードを用いて塗布し、60℃で約１時間通風乾燥し、膜
厚約10μｍの光導電層を有する感光層を得た。又完全に
乾燥を行うために、更に１日自然乾燥を行って用いた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の情報記録媒体の模式断面図、第２図は
本発明の他の情報記録媒体の模式断面図、第３図は情報
記録方法を説明するための図、第４図は情報再生方法を
説明するための図である。１は感光体、３は情報記録媒体、５は光導電層支持体、
７は感光体電極、９は光導電層、11は液晶ポリマ層、13
は電極、15は支持体、17は電源、18はパターン露光光、
20はレーザー光、21、22は偏光手段、23は光検出器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭64−7022（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−10930（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−114823（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−283433（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−7018（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02F 1/1333 G02F 1/135

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】前面に電極が設けられた光導電層からなる
感光体と、感光体に対向し、後面に電極が設けられた液
晶ポリマ層からなる情報記録媒体を配置し、両電極間へ
の電圧を印加した状態で情報記録媒体をその液晶相領域
まで加熱しつつ像露光し露光パターンを液晶ポリマの配
向により記録した後、情報記録媒体を分離して冷却し、
次いで記録された露光パターンを偏光手段を介して再生
することを特徴とする情報記録再生方法。
【請求項２】前面に電極が設けられた光導電層からなる
感光体と、感光体に対向し、後面に電極が設けられた液
晶ポリマ層からなる情報記録媒体を配置し、両電極間へ
の電圧を印加した状態で像露光した後、情報記録媒体を
分離し、更に、該情報記録媒体をその液晶相領域まで加
熱して露光パターンを液晶ポリマの配向により記録した
後、冷却し、次いで記録された露光パターンを偏光手段
を介して再生することを特徴とする情報記録再生方法。