JP3372367B2

JP3372367B2 - 情報記録及び読み取り方法

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Publication number: JP3372367B2
Application number: JP22794394A
Authority: JP
Inventors: 岡部将人
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1994-09-22
Filing date: 1994-09-22
Publication date: 2003-02-04
Anticipated expiration: 2018-02-04
Also published as: JPH0895080A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、樹脂中に液晶を分散固
定した高分子分散型液晶層を有する液晶記録媒体に関
し、特に液晶記録媒体に記録されている画像情報を最大
限に有効に再生するための情報読み取り方法及び画像処
理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶を樹脂中に分散固定した液晶
層を電極上に形成した高分子分散型液晶記録媒体と、電
極層上に光導電層が形成された光センサとを対向配置
し、電圧印加露光により画像記録するものが知られてい
る。図１はこのような高分子分散型液晶記録媒体を用い
た画像記録装置の構成を示すものである。図中、１０は
光センサ、２０は液晶記録媒体をそれぞれ示している。
光センサ１０は透明支持体１１上に透明電極１２、光導
電層１３が順次積層され、液晶記録媒体２０は透明支持
体２１上に透明電極２２、高分子分散型液晶層２３が順
次積層されている。光導電層１３は、無機光導電層とし
てアモルファスセレン、アモルファスシリコン等、有機
光導電層としてポリビニルカルバゾールにトリニトロフ
ルオレノンを添加した単層構造のものや、電荷発生層と
してアゾ系の顔料をポリビニルブチラール等の樹脂中に
分散したものと電荷移動層としてヒドラゾン誘導体をポ
リカーボネート等の樹脂と混合したものを積層したもの
等が使用可能である。

【０００３】図１に示すような光センサと液晶記録媒体
とを、ポリエチレンやポリイミド等のスペーサを用い
て、１０μｍ程度の空隙を介して対向配置して電圧印加
露光するタイプのものと、図２（ａ）、図２（ｂ）に示
すように、光センサ及び液晶記録媒体を積層した構造の
ものも提案されており、積層型記録媒体では、図２
（ａ）に示すように光センサ上に液晶記録層を直接積層
するものと、図２（ｂ）に示すように、誘電体の中間層
２５を介在させるものとがある。

【０００４】このような光センサ１０と液晶記録媒体２
０を対向配置し、図３に示すように、電源３０により両
電極１２、２２間に電圧を印加し、書き込み光として可
視光を照射すると、露光強度に応じて光導電層１３の導
電性が変化し、液晶層２３にかかる電界が変化して液晶
層の配向状態が変化し、印加電圧をＯＦＦして電界を取
り除いた後もその状態が維持され、画像情報の記録が行
われる。

【０００５】記録された画像情報の読み取りは、例え
ば、図４に示すように、光源４０によって液晶記録媒体
２０に読み取り光を照射し、その透過光を光電変換装置
６０で読み取って電気信号に変換することにより行われ
る。光源４０としては、キセノンランプ、ハロゲンラン
プ等の白色光源やレーザー光が用いられ、液晶記録媒体
に照射される読み出し光としては、フィルタ５０により
適当な波長光を選択して照射することが望ましい。入射
した光は液晶記録媒体の液晶層の配向により変調され、
透過光はフォトダイオード等からなる光電変換装置６０
で電気信号に変換され、変換された電気信号は必要に応
じてプリンタやＣＲＴに出力される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の方法で画像記録
をしようとした場合、同じ条件で画像露光した場合で
も、電圧印加条件（電圧印加時間、印加電圧）により、
記録される画像のコントラストや階調特性が大きく変化
してしまう問題があった。本発明者は画像記録中の未露
光部分の透過率変化をモニタすることにより、電圧印加
時間を制御することにより、高コントラストの画像を記
録する方法を既に提案しているが、未露光部分の透過率
を制御するにあたって、未露光部分の透過率の最適値を
予め決めておく必要がある。このためには、様々な電圧
印加条件に対してグレースケール等の画像記録を行い、
データを集めなければならない。また、本発明者は、未
露光部分の透過率を変化させることにより、画像の階調
性を変化させる方法についても既に提案しているが、未
露光部分の透過率の異なる様々な記録条件に対して、露
光量と液晶媒体透過率の関係を調べるのは困難であり、
また、これらの画像に対してそれぞれ最適な階調特性に
なるようなデータ変換をする必要があり、これは非常に
困難である。

【０００７】本発明はかかる点に鑑みてなされたもの
で、画像記録の際、未露光部分の液晶記録層の透過率を
制御し、最適な電圧印加条件で画像記録を行い、かつ読
み取った画像データを最適な特性曲線に変換して再生す
る方法を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、液晶記録層の
容量変化と透過率変化の関係を調べることにより、最適
な電圧印加条件およびデータ変換を行うことを特徴とし
ている。

【０００９】

【作用】本発明は、液晶の容量変化と透過率変化の関係
を予めもとめ、この関係を利用して未露光部の透過率が
所定値に達したときに電圧印加を停止することにより、
良好な画像記録を行うことができ、また、出力装置の特
性に合わせたデータ変換を行うことができるので、最適
な特性変換により良好な階調特性の画像読み取りを行う
ことが可能となる。

【００１０】

【実施例】次に、実施例に基づい本発明を詳細に説明す
る。〔光センサの作製〕まず、本発明で使用する光センサの
作製方法について説明する。電荷発生物質として下記構
造を有するフルオレノンアゾ顔料３部と、ポリエステル
樹脂１部とを、ジオキサン：シクロヘキサン＝１：１の
混合溶媒１９６部と混合し、混合機により十分混錬を行
い、塗布液を作製した。

【００１１】

【化１】

【００１２】この溶液をＩＴＯ透明電極（膜厚約５００
Å、抵抗；８０Ω／□）を有するガラス基板上のＩＴＯ
側の面に塗布し、１００℃、１時間乾燥して膜厚０．３
μｍの電荷発生層を形成した。次に、電荷輸送物質とし
て、下記構造を有するパラジメチルスチルベン３部とポ
リスチレン樹脂１部とを、ジクロロメタン：１、１、２
−トリクロロエタン＝６８：１０２の混合溶媒１７０部
と混合、溶解し、塗布液を作製した。この溶液を上記電
荷発生層上に塗布し、８０℃、２時間乾燥して膜厚１０
μｍの電荷輸送層を形成した。

【００１３】

【化２】

【００１４】〔液晶記録媒体の作製〕次に、本発明で使
用する液晶記録媒体の作製方法について説明する。ジペ
ンタエリスリトールヘキサアクリレート４部、スメクチ
ック液晶Ｓ６（商品名；メルク社製）６部、ふっ素系活
性財フロラードＦＣ−４３０（商品名；３Ｍ社製）０．
２部、光重合開始剤『ダロキュア１１７３』（商品名；
メルク社製）０．２部の混合物をキシレンにて固形分３
０％に調整した。この溶液をＩＴＯ透明電極（膜厚約５
００Å、抵抗；８０Ω／□）を有するガラス基板上のＩ
ＴＯ側の面に５０μｍのギャップ厚さブレードコーター
で塗布し、これを５０℃に保持し、０．３Ｊ／ｃｍ²の
ＵＶ光を照射して、膜厚約６μｍの情報記録層を有する
情報記録媒体を作製した。この情報記録媒体断面を熱メ
タノールを用いて、液晶を抽出し、乾燥させた後、走査
型電子顕微鏡（日立製作所（株）製、Ｓ−８００、１０
０００倍）で内部構造を観察したところ、層の表面は
０．６μｍ厚の紫外線硬化型樹脂で覆われ、層内部は粒
径０．１μｍの樹脂粒子が充填している構造を有してい
ることがわかった。

【００１５】〔液晶記録媒体の電気特性の測定〕次に、
液晶記録媒体の電気特性の測定方法について説明する。
測定方法を図５に示す。上記の方法で作製した液晶記録
媒体の液晶記録層表面にスパッタ法にてＩＴＯ電極２４
を８×８ｍｍの大きさで約１０００Åの厚さで形成し
た。図５の測定装置では、光源４０、レンズ５１、５２
からなる光学系を用いて、液晶記録媒体２０のＩＴＯ電
極２４を形成した部分に照射したときの液晶記録層の透
過光がフォトダイオード６２に入射するように調整され
ている。この場合、少なくとも、ＩＴＯ電極２４の部分
を透過した光でフォトダイオード６２全体が照射される
ように、光源およびレンズ系を調整する。

【００１６】光源と液晶記録層の間にはフィルタ５０が
あり、特定の波長の光だけが液晶記録層に照射される。
フィルタの波長は、画像読み取り装置の照射光と同じに
する必要があり、中心波長３６５ｎｍ、半値幅２５ｎｍ
のものを使用した。なお、画像読み取り装置で他の波長
の読み取り光を使用する場合には、それに合わせて波長
を変化させる必要がある。また、図のように電源７０お
よびアンプ７１により、液晶記録媒体の電極層２２と電
極２４間に電圧を印加することができる。電源と液晶記
録媒体の間には、電流測定用の抵抗６１が接続されてい
て、抵抗の電圧を測定することにより、液晶層を流れる
電流を測定することができる。抵抗６１は、１０ｋ〜１
００ｋΩ程度のものが使用でき、本実施例では５０ｋΩ
のものを使用した。そして、液晶記録層にかかる電圧お
よび、液晶記録層の電流、フォトダイオードの信号はオ
シロスコープ７２でモニタした。

【００１７】〔液晶媒体の電流測定〕図６に液晶記録層
に対して次式で表されるランプ電圧を印加したときの電
流の測定結果を示す。Ｖ＝αｔ（α＝５０００Ｖ／ｓｅｃ，ｔ：時間） ……（１−１）液晶記録媒体は抵抗とコンデンサの並列回路と考えら
れ、抵抗をＲ、コンデンサ容量をＣとして電圧Ｖを印加
したときの電流は次式で表される。Ｉ_OFF＝Ｉ（Ｖ）＋Ｃ（ｄＶ／ｄｔ）＋Ｖ（ｄＣ／ｄｔ） ……（１−２）ここで、Ｉ_OFFは液晶に加わる電圧がしきい値電圧以下
で液晶が配向してない状態における電流を示している。（１−２）式において、第１項は抵抗成分からリークす
る電流成分を表しており、低電圧（２００Ｖ）以下では
電圧に比例して次式で表される。Ｉ（Ｖ）＝Ｖ／Ｒ（Ｖ＜２００Ｖ） ……（１−３）また、（１−２）式の第３項は、液晶の配向に伴う容量
変化に相当する電流成分であり、液晶記録媒体の電圧が
しきい値電圧以下では、液晶が配向しないため無視する
ことができる。また、ｄＶ／ｄｔ＝α ……（１−４）であるため、液晶の電圧が、しきい値電圧以下では、
（１−２）式は、Ｉ_OFF＝Ｖ／Ｒ＋αＣ_OFF（Ｃ_OFF：無配向状態の容量） ……（１−５）となり、電圧に対して電流をプロットすると直線が得ら
れ、直線の傾き１／Ｒから抵抗が得られ、切片（直線の
延長線と縦軸との交点）αＣ_OFFから液晶記録媒体の無
配向状態の容量Ｃ_OFFを求めることができる。図６の電
流測定結果から、１５０Ｖ以下では図のような直線関係
が得られ、抵抗および無配向状態の抵抗を計算したとこ
ろ、それぞれ２×１０⁸Ωおよび９５０ｐＦであった。
なお、これらの値は、電極２４の面積から１ｃｍ²当た
りの値に直してある。

【００１８】また、電圧を印加して液晶を配向させた
後、同様の方法で電圧印加したときに電流測定した結果
を図７に示す。配向状態で液晶記録媒体の抵抗成分から
流れる電流Ｉ_ONは、配向状態と無配向状態とで等しいと
考えられるため、このとき測定される電流は、完全に配
向した状態での容量をＣ_ONとしたとき、Ｉ_ON＝Ｉ（Ｖ）＋Ｃ_ON（ｄＶ／ｄｔ）＝Ｉ（Ｖ）＋αＣ_ON ……（１−６）となる。無配向状態の場合と同様に、電圧の低い領域で
は抵抗成分を流れる電流は電圧に比例するため、Ｉ_ON＝Ｖ／Ｒ＋αＣ_ON ……（１−７）となり、同様に傾きと切片から、抵抗値と完全に配向し
た状態の液晶記録層の静電容量を求めることができる。
図７から、計算したところ、配向状態の容量は１４００
ｐＦであった。液晶媒体によっては、抵抗成分から流れ
る電流が必ずしも電圧に比例しない場合があるが、この
場合には、ＬＣＲメータを用いて配向状態および無配向
状態の容量を測定することができる。

【００１９】次に、これらの電流値の測定結果から液晶
記録層の容量変化を計算により求める方法について説明
する。液晶記録層の抵抗成分から流れる電流が電圧に比
例する場合も比例しない場合も、電流成分と電圧の関係
は、配向状態と無配向状態で等しいと考えられるので、
（１−２）、（１−６）式より、ｆ（Ｖ）＝Ｉ_OFF−〔αＣ＋Ｖ（ｄＣ／ｄｔ）〕＝Ｉ_ON−αＣ_ON ｄＣ／ｄｔ＝〔Ｉ_OFF−Ｉ_ON＋α（Ｃ_ON−Ｃ）〕／Ｖ ……（１−８）これから、液晶媒体の電圧がしきい値以下の液晶の配向
開始前の状態を初期条件（Ｃ＝Ｃ_OFF）として、 ∫ｄＣ／ｄｔ＝∫〔Ｉ_OFF−Ｉ_ON＋α（Ｃ_ON−Ｃ）〕／Ｖ ……（１−９）より液晶記録層の容量変化を計算することができる。計
算結果を図８に示す。この値は、図６の２００〜３００
Ｖにおける急激な電流変化分を積分したものに相当す
る。

【００２０】〔液晶媒体の透過率測定〕図９は、電圧を
変化させて電流を測定して容量変化を求める際に、同時
に図５の方法で透過率変化を測定したときの結果を示し
ている。なお、図５において、フィルタ５０は中心波長
３６５ｎｍ、半値幅２５ｎｍのバンドパスフィルタを用
いた。測定結果は、完全に配向した状態での透過率を１
００％とした相対値で示してある。図のように液晶記録
媒体の透過率は、無配向状態の透過率は７％程度で、電
圧を印加し、しきい値電圧（約２００Ｖ）を越えると液
晶の配向が起こり、透過率が急激に変化している。

【００２１】図１０は液晶記録媒体の容量と透過率の関
係を示したものである。ここでの透過率は、無配向状態
での透過率をＴ_OFF、完全に配向した状態の透過率Ｔ_ON
を１００％としたときの変調率（最低透過率Ｔ_OFF、最
大透過率Ｔ_ONとしたとき｛（Ｔ−Ｔ_OFF）／（Ｔ_ON−Ｔ
_OFF）｝×１００％で示してある。前述したように、電
圧値を変化させて容量変化を求めると同時に透過率を測
定しているので、得られたデータから容量変化と透過率
との関係をプロットしたもので、横軸に容量の変化量、
縦軸に透過率変化を示している。波長３６５ｎｍにおい
ては、液晶の配向初期、すなわち容量変化が１００ｐＦ
／ｃｍ²以下の領域では容量変化に対する透過率変化の
割合が小さく、１５０ｐＦ／ｃｍ²付近から透過率変化
の割合が大きくなっていることが分かる。

【００２２】高コントラストの画像記録のために透過率
変化が大きい必要があるが、いま所定の容量変化幅、例
えば２００ｐＦ程度変化させ、最低透過率（未露光部分
の透過率）が２０％程度とすると、大きな透過率の変化
ａを得ることができ、最低透過率を５％程度とすると、
透過率の変化ｂは変化ａに対してやや小さくなる。ま
た、最低透過率が２０％を越えると、最大透過率部分が
飽和して透過率の変化は小さくなってしまう。そこで、
本発明においては、記録に際して、図１０のような容量
変化に対する透過率変化を求め、この関係より透過率変
化を最も大きくできる未露光部分の透過率を設定し、こ
れをモニタして設定値になったときに電圧印加を停止す
ることにより、高コントラストな画像記録を行うように
する。もちろん透過率変化を最大にするだけでなく、意
図的に高濃度領域、あるいは低濃度領域の階調数を低減
させるような未露光部分の透過率の設定も可能である。
つまり、図１０の関係が求まれば、未露光部の透過率
を、目的とするような特性の画像記録ができるように自
由に設定することができる。

【００２３】〔記録画像と液晶媒体の容量変化〕次に、
液晶記録媒体と光センサの等価回路を用いて、液晶媒体
の容量変化と記録画像の関係について説明する。液晶記
録媒体と光センサを、空気ギャップを介して対向させ、
電圧印加露光して画像記録する場合の等価回路は図１１
で表される。空気ギャップ層には放電破壊電圧がかかっ
ていると考えられ、等価回路では、液晶記録媒体と光セ
ンサに印加電圧から放電破壊電圧を引いた電圧が印加さ
れていると考えられる。

【００２４】図のように、液晶記録層と光導電層はそれ
ぞれ、抵抗とコンデンサの並列回路と考えられる。電圧
印加直後には、液晶記録媒体と光センサにそれぞれの静
電容量に応じた電圧が印加される。Ｖ_L（０）＝｛Ｃ_S／（Ｃ_S＋Ｃ_L）｝（Ｖ_AP−Ｖ_AIR） ……（２−１）Ｖ_S（０）＝｛Ｃ_L／（Ｃ_S＋Ｃ_L）｝（Ｖ_AP−Ｖ_AIR） ……（２−２）その後、光センサと液晶記録媒体の抵抗成分から電流が
流れ、電圧の配分が変化する。液晶媒体に比べて光セン
サの電流の方が大きいため、液晶記録媒体の電圧は増加
し、しきい値以上の電圧になると、液晶が配向し始めて
透過率が増加する。また、光センサは未露光部分に対し
て露光部分の導電性が高いため、液晶記録媒体は、露光
部分の方が早くしきい値電圧に到達し、液晶記録媒体が
配向を開始する。本記録システムはこのように、液晶記
録媒体の配向速度の違いにより、画像記録をすることが
できる。

【００２５】また、このときに流れる電流Ｉ_EXは、Ｉ_EX＝Ｉ_S＋Ｃ_S（ｄＶ_S／ｄｔ） ……（２−３）＝Ｉ_S＋Ｃ_L（ｄＶ_L／ｄｔ）＋Ｖ_L（ｄＣ_L／ｄｔ）……（２−４）と表される。（２−４）式の右辺第１項は液晶記録媒体
の抵抗成分の電流であるため、しきい値電圧以下では、
電圧に比例すると考えられ、Ｉ_L＝Ｖ_L／Ｒ_L ……（２−５）となる。

【００２６】また、ｄＶ_S／ｄｔ＋ｄＶ_L／ｄｔ＝０ ……（２−６）（２−３）、（２−４）、（２−６）式よりＩ_S−Ｉ_L＝（Ｃ_S＋Ｃ_L）・（ｄＶ_L／ｄｔ）＋Ｖ_L（ｄＣ_L／ｄｔ） ……（２−７）（２−７）式において、式の左辺は光センサの電流と液
晶記録層の電流値の差であり、本システムでは光センサ
の導電率の方が液晶記録媒体より高い。また、右辺は液
晶記録媒体と光センサの電圧変化と、液晶記録媒体の容
量変化とを表している。換言すれば、（２−７）式にお
いて、光センサと液晶記録層の電流値の差は、液晶記録
層の電圧変化と容量変化になると言うことができる。

【００２７】また、露光部分と未露光部分では光センサ
の導電率が異なり、露光部分の導電率が未露光部分の導
電率より高くなるため、液晶記録媒体に余計に電圧がか
かり結果として液晶記録媒体の配向状態が変化し、液晶
記録層の容量が変化する。

【００２８】本システムにおいて、液晶記録媒体にかか
る電圧の変化を測定した結果について示す。図１２に測
定方法を示す。液晶記録媒体２０の液晶記録層２３上に
ＩＴＯ電極２４、光センサの光導電層上に金電極１４を
それぞれ面積が等しくなるように形成して光センサと液
晶記録媒体を直列に接続する。電源７０およびアンプ７
１により液晶記録媒体と光センサの両端に所定の電圧を
印加する。この時、電流測定用の抵抗６１の電圧を測定
することにより、流れる電流を測定する。また、図のよ
うに、光源４０、フィルタ５０、レンズ５１、５２から
なる光学系およびフォトダイオード６２で、液晶記録層
の透過光を測定する。光源４１、電磁シャッター５３、
レンズ５４からなる光学系で、所定時間、所定強度の光
を光センサに照射する。測定される電流値、および液晶
記録媒体の透過率変化をオシロスコープ７２でモニタ
し、記録する。

【００２９】このような測定装置を用いて、本記録シス
テムにおける光センサおよび液晶記録媒体の挙動を測定
することができる。図１３、図１４に３２０Ｖの電圧を
印加したときの、電流および透過率の測定結果を示す。
測定結果Ｌ１、Ｌ３は光センサに露光しないとき、Ｌ
２、Ｌ４は光センサに、電圧印加と同時に１／３０ｓｅ
ｃ間、２０ルクスの強度で露光したときの測定結果をそ
れぞれ示している。液晶媒体が配向する前には、光セン
サと液晶を直列に接続した回路は図１１に示したような
等価回路となるので、測定電流は単調に指数関数的に減
少する。液晶媒体が配向し始めると、測定電流は単調に
減少する波形とはならず、液晶の配向により変化する。
未露光部分に比べて、露光部分では光センサの電流値が
大きく、そのため速く液晶媒体の透過率が増加し、この
速度の差により画像が記録される。そして時間が経つと
Ｌ１、Ｌ２とも光センサ、液晶層の抵抗で決まる値に収
斂することになる。

【００３０】液晶記録媒体の容量は、式（１−１）〜
（１−９）に示した方法で求めることができるため、図
１３に示したような電流測定結果および透過率測定結果
から、（２−４）式に従って液晶記録媒体の電圧変化を
計算することができる。電圧変化の計算結果を図１５
に、また、露光部と未露光部分の電圧の差を図１６に示
す。前述したように、液晶記録媒体には電圧印加直後に
光センサと液晶記録媒体の容量の比に応じた電圧が印加
され、その後、液晶記録層の電圧は増加し、しきい値電
圧に到達すると液晶が配向を開始し、透過率が変化す
る。液晶の配向により液晶媒体の容量が変化するため、
（２−４）式において、右辺の第３項の容量変化に相当
する成分が増加し、これに対して、右辺第２項の電圧変
化に相当する電流量が減少し、図１５に示すように液晶
が配向し始めると、露光部の電圧Ｖ_Lの変化量が減少す
るか、または電圧が減少することになる。このことによ
り、図１６に示すように、露光部分の電圧Ｖ_Lと未露光
部分の電圧Ｖ_Dとの差は、時間と共に増加するが、露光
部において、液晶が配向し容量が増加すると、電圧の増
加量が少なくなったり、逆に電圧の減少が起こるため、
電圧の差は減少することになる。さらに、時間が経過
し、未露光部分の液晶が配向し始めると同様に電圧増加
量の減少、あるいは電圧の減少がおこるため、再び電圧
の差は増加する。

【００３１】（２−７）式に関連して説明したように、
露光部分と未露光部分の光センサの導電性の違いによ
り、液晶記録媒体の容量変化と電圧変化が起こるが、画
像記録が容量変化による透過率変化によって行われるた
め、有効に光センサの光電流を画像記録に利用するに
は、露光部分と未露光部分の電位差をできるだけ少なく
する必要がある。すなわち、図１６において、電位差が
最少になるような時間で電圧印加を停止し、画像記録を
行うことにより、効率よく光電流を容量変化（透過率変
化）に変換することができる。図１６において、未露光
部分と露光部分は約５０ｍｓｅｃで電位差が最少にな
り、このとき電圧印加を停止して画像記録を行うことが
望ましい。

【００３２】ここで、（２−７）式を書き直すとＩ_S−Ｉ_L＝Ｃ_S（ｄＶ_L／ｄｔ）＋（ｄ（Ｃ_LＶ_L）／ｄｔ） ……（２−８）両辺を積分すると、 ∫（Ｉ_S−Ｉ_L）ｄｔ＝Ｃ_S∫（ｄＶ_L／ｄｔ）ｄｔ＋∫（ｄ（Ｃ_LＶ_L）／ｄｔ）ｄｔ＝Ｃ_S（Ｖ_L−Ｖ_L（０））＋（Ｃ_LＶ_L）−（Ｃ_LＶ_L）（０） ……（２−９）ここで、Ｖ_L（０）、（Ｃ_LＶ_L）（０）はそれぞれ、
電圧印加直後の初期分配時における液晶記録媒体の電圧
および液晶記録媒体に帯電している電荷量を表してい
る。

【００３３】（２−９）式は露光部と未露光部の両方で
成り立つから、 ∫（Ｉ_S(PHOTO) −Ｉ_L（PHOTO ））ｄｔ＝Ｃ_S（Ｖ_L(PHOTO) −Ｖ_L（０））＋Ｃ_LＶ_L(PHOTO) −Ｃ_LＶ_L（０） ……（２−１０） ∫（Ｉ_S(DARK)−Ｉ_L(DARK)）ｄｔ＝Ｃ_S（Ｖ_L(DARK)−Ｖ_L（０））＋Ｃ_LＶ_L(DARK)−Ｃ_LＶ_L（０） ……（２−１１）（２−１０）、（２−１１）式から、 ∫（Ｉ_S(PHOTO) −Ｉ_S(DARK)）ｄｔ−∫（Ｉ_L(PHOTO) −Ｉ_L(DARK)）ｄｔ＝Ｃ_S（Ｖ_L(PHOTO) −Ｖ_L(DARK)）＋Ｃ_LＶ_L(PHOTO) −Ｃ_LＶ_L(DARK) ……（２−１２）本システムにおいて、これまで示してきたように、電圧
印加停止時には露光部分と未露光部分の電圧に大きな差
はなく、ともにほぼしきい値電圧であると考えられる。
このため、（２−１２）式の右辺は次式のように近似で
きる。

【００３４】 ∫（Ｉ_S(PHOTO) −Ｉ_S(DARK)）ｄｔ−∫（Ｉ_L(PHOTO) −Ｉ_L(DARK)）ｄｔ ≒（Ｃ_L(PHOTO) −Ｃ_L(DARK)）Ｖ_TH ……（２−１３）（２−１３）式の左辺は、露光部分と未露光部分の光セ
ンサおよび液晶記録媒体の電流値の差を積分したもので
ある。液晶記録媒体の抵抗値は光センサに比べて高く、
このため光センサの電流値が支配的である。すなわち、 ∫（Ｉ_S(PHOTO) −Ｉ_S(DARK)）ｄｔ≒（Ｃ_L(PHOTO) −Ｃ_L(DARK)）Ｖ_TH ……（２−１４）（２−１４）式の右辺は、未露光部分と露光部分の液晶
記録媒体の容量変化を表している。このことから、本シ
ステムにおいては、液晶記録媒体の容量変化は光センサ
の露光部分と未露光部分の電流値の差に依存することが
わかる。

【００３５】ここで、本システムで使用する光センサの
光電流の測定方法について図１７により説明する。図１
７に示すように、光センサ１０の光導電層上に金電極１
４を形成し、電源７０により所定時間電圧を印加する。
光センサと電源には電流測定用の抵抗６１が接続されて
いてオシロスコープ７２により電流値を測定、記録す
る。光センサには、光源４１、電磁シャッター５３、レ
ンズ５４からなる光学系で、所定光量で所定時間、光を
照射する。測定結果の例を図１８に示す。測定は電圧印
加開始後、数百ミリ秒後に１／３０秒光照射して電流値
を測定した。横軸の時間は、光照射開始したときをｔ＝
０とした。縦軸の電流値は単位面積当たりの値に直して
ある。本記録システムで使用する光センサは、光を照射
しない状態である程度の電流を流すことを特徴としてお
り、図のｔ＝０のときの電流値を暗電流値とする。光を
照射することにより、電流値は時間とともに増加し、光
照射終了後も緩やかに減衰する。このときの電流値と暗
電流値との差を光電流値とする。このように、光電流値
は時間と共に変化するが、ｔ＝１／３０秒後の値を光電
流値とし、光強度を変化させたときの露光強度と光電流
の関係を対数表示で図１９に示す。図のように、光電流
は露光強度に比例することが分かる。

【００３６】（２−１４）式に示したように、露光部と
未露光部の電流値の積分値が、容量変化に変換される。
露光部と未露光部の電流値の差は、図１８に示す光電流
であり、図１９に示すように光電流は露光強度に比例す
ることから、本システムにおいて、液晶記録媒体の容量
変化量は、露光強度に比例すると考えられる。すなわ
ち、液晶媒体の透過率変化と露光強度の関係は、透過率
変化と容量変化量の関係と考えられるため、図１０で説
明したように、液晶記録媒体の容量変化と透過率変化の
関係を調べることにより、読み取り信号の適切な変換お
よび適切な電圧印加条件の設定をすることができる。な
お、一体型媒体についても同様の方法で電圧印加条件を
設定できる。

【００３７】〔電圧印加条件の設定〕次に、容量変化と
透過率変化の関係から、電圧印加条件を設定する方法に
ついて説明する。まず、電圧印加時間の制御方法につい
て図２０により説明する。なお、ここでは、光センサと
液晶記録媒体を空隙を介して対向させた場合の例を示
す。図２０において、光センサの支持体上に光を遮蔽す
るためのマスク１５が形成してある。また、光導電層上
に遮蔽用マスク１５を形成した部分に相当する場合に反
射膜１６が形成されている。液晶記録媒体側には図のよ
うに発光ダイオード（ＬＥＤ）６３とフォトダイオード
６２がＬＥＤの光が反射膜１６で反射して、フォトダイ
オード１６に入射するように設置されている。このよう
にして、遮蔽用マスク１５で露光されない部分の液晶記
録層の透過率変化を測定することができる。

【００３８】画像情報の記録は、図のように光センサと
液晶記録媒体をポリイミドのフィルムをスペーサーにし
て、約１０μｍの空気ギャップを介して対向配置し、画
像露光するとともに電源７０およびアンプ７１を用い
て、光センサ側が正になるように電圧印加する。これと
同時にフォトセンサ６２において、未露光部の液晶記録
層の透過率の変化をモニタし、液晶記録層の透過率が、
所定の値に到達した瞬間に印加電圧を停止するように調
節されている。

【００３９】このような方法で情報記録するのに先立
ち、赤外光で測定した透過率の値と、読み取り装置の波
長で透過光を測定した時の透過率の値とを比較し補正す
る必要がある。両者を比較した結果を図２１に示す。測
定は図５と同様の方法で行った。今回の測定では赤外領
域のＬＥＤを使用したため、液晶記録媒体のコントラス
トが低く、３６５ｎｍの波長（読み取り光）の透過率と
図のような違いがある。それぞれの測定結果を規格化し
て比較した結果、図２２のような関係が得られ、この測
定結果をもとに補正する必要がある。

【００４０】例えば、図２２より波長３６５ｎｍにおけ
る変調率（最低透過率Ｔ_OFF、最大透過率Ｔ_ONとしたと
き｛（Ｔ−Ｔ_OFF）／（Ｔ_ON−Ｔ_OFF）｝×１００％で
表される量）２０％に相当するのは、赤外の反射光に対
しては４３％程度であるというように、使用するＬＥＤ
に対する液晶記録媒体の特性に応じて補正する必要があ
る。読み取り光の波長や読み取り方式が変わった場合に
も同様に補正する必要がある。

【００４１】〔画像情報の記録〕光センサと液晶記録媒
体を、ポリイミドのフィルムをスペーサーにして、約１
０μの空気ギャップを介して対向配置し、画像露光する
とともに電源７０およびアンプ７１を用いて７２０Ｖの
電圧を光センサ側が正になるように印加する。未露光部
分の液晶記録媒体が３６５ｎｍにおける変調率で２０％
になる時間で印加電圧を停止した。このときの電圧印加
時間は約５０ｍｓｅｃであった。電圧印加終了後、両者
を引き離し、液晶記録媒体を専用の画像読み取り装置で
読み取ったところ、コントラストの大きな良好な画像が
記録されているのが確認できた。

【００４２】同様の方法で、画像露光、電圧印加し、未
露光部分の液晶記録層の変調率が３６５ｎｍの波長で５
％になる時間で印加電圧を停止した。このときの電圧印
加時間は約４５ｍｓｅｃであった。同様にして、電圧印
加終了後、両者を引き離し、液晶記録媒体を専用の読み
取り装置で読み取ったところ、コントラストの低い画像
が記録されているのが確認できた。

【００４３】これは、上に示してきたように、液晶記録
媒体の容量変化は、露光強度に依存するため、同じ露光
強度で露光した場合には、多少の電圧印加時間等の電圧
印加条件が変わっても、同じ容量変化が得られる。しか
し、図１０に示したように、読み取り光の波長（３６５
ｎｍ）に対して、変調率５％付近では、液晶記録媒体の
容量変化に対する透過率変化の割合が低く、このため大
きなコントラスト（透過率変化）が得られない。これに
対して、変調率２０％付近では、容量変化に対する透過
率変化の割合が大きく、このため大きなコントラストの
画像を記録することができる。

【００４４】このように、液晶媒体の透過率変化は、容
量変化と透過率変化と容量変化の関係に依存するため、
未露光部分の変調率（透過率）を制御し、容量変化に対
する透過率の変化量が大きい領域に画像記録を行うこと
により、同じ露光強度で露光した場合でも、より大きな
コントラストの画像を記録することができる。

【００４５】また、これとは反対に露光量が十分大きい
場合には、容量に対する透過率の変化率の低い領域に画
像記録することにより、広い露光レンジの画像を記録す
ることができる。

【００４６】〔画像処理方法〕次に、本記録システムで
記録した画像のデータ変換方法について示す。本記録シ
ステムで記録した画像情報を、画像読み取り装置で読み
取り、プリンタ、ＣＲＴ等にそのまま出力しても必ずし
も最適な画像特性とは言えない。これは、プリンタ、Ｃ
ＲＴ等が所定のγ特性を有しているためであり、この特
性に合うようにデータ変換をした後に画像を出力する必
要がある。これまで示してきた方法で、露光量と液晶記
録媒体の透過率の関係をあらかじめ測定することができ
るため、これを理想的な画像特性に変換することは容易
である。例えば、図２３に示すように露光量に対して液
晶の透過率が曲線Ｌ１のとき、理想的な画像特性が図の
破線Ｌ２であれば、Ｌ１をＬ２になるようにデータを変
換して出力すれば理想的な出力画像を得ることができ
る。これまで示してきたように、露光量と透過率の関係
は、容量変化が露光量に依存するので、容量変化と透過
率変化の関係より求めることができ、このことを利用し
て、適切な画像特性になるように、容易にデータ変換を
することができる。

【００４７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、液晶の容
量変化と透過率変化の関係を予めもとめ、この関係を利
用して未露光部の透過率が所定値に達したときに電圧印
加を停止することにより、良好な画像記録を行うことが
でき、また、出力装置の特性に合わせたデータ変換を行
うことができるので、良好な画像の再生を行うことが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】高分子分散型液晶記録媒体を用いた画像記録
装置の構成を示す図である。

【図２】光センサ及び液晶記録媒体を積層した構造を
示す図である。

【図３】画像情報の記録を説明する図である。

【図４】記録された画像情報の読み取りを説明する図
である。

【図５】液晶記録媒体の電気特性測定方法を示す図で
ある。

【図６】液晶記録層にランプ電圧を印加したときの電
流測定結果を示す図である。

【図７】液晶配向後にランプ電圧を印加したときの電
流測定結果を示す図である。

【図８】印加電圧に対する液晶記録層の容量変化を示
す図である。

【図９】印加電圧に対する液晶記録層の透過率変化を
示す図である。

【図１０】液晶記録層の容量と透過率の関係を示す図
である。

【図１１】等価回路を示す図である。

【図１２】電流及び透過率測定装置を説明する図であ
る。

【図１３】電流測定結果を示す図である。

【図１４】透過率測定結果を示す図である。

【図１５】電圧変化の計算結果を示す図である。

【図１６】露光部と未露光部分の電圧差を示す図であ
る。

【図１７】光電流測定方法を説明する図である。

【図１８】光電流測定結果を示す図である。

【図１９】露光強度と光電流の関係を示す図である。

【図２０】電圧印加時間の制御方法を説明する図であ
る。

【図２１】赤外光と３６５ｎｍによる透過率測定結果
を示す図である。

【図２２】３６５ｎｍと赤外光読み取りの変調率変換
を示す図である。

【図２３】画像出力に際してのデータ変換を説明する
図である。

【符号の説明】

２０…液晶記録媒体、２４…ＩＴＯ電極、４０…光源、
５０…フィルタ、５１，５２…レンズ、６１…抵抗、６
２…フォトダイオード、７０…電源、７１…アンプ、７
２…オシロスコープ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】透明電極上に光導電層を積層した光セン
サと、樹脂中に液晶を分散固定した高分子分散型液晶記
録層とを電極上に積層した液晶記録媒体とを空気ギャッ
プを介して対向配置し、光センサに画像露光して両電極
間に電圧印加して液晶記録媒体の液晶の配向を変化さ
せ、画像記録する方法において、液晶記録媒体の容量変
化と透過率変化の関係を求め、該関係より液晶記録層の
容量変化に対する透過率変化の割合が最大になるよう
に、未露光部分における液晶記録層の透過率を制御して
画像記録を行うことを特徴とする情報記録方法。
【請求項２】透明電極上に、光導電層、高分子分散型
液晶記録層および透明電極を順次積層した情報記録媒
体、または透明電極上に光導電層、誘電体中間層、液晶
記録層、電極を順次積層した記録媒体において、光導電
層側の透明電極側から、画像露光し、両電極間に電圧印
加することで、液晶を配向させ画像情報を記録する方法
において、該液晶記録媒体の容量変化と透過率変化の関
係を求め、該関係より液晶記録層の容量変化に対する透
過率変化の割合が最大になるように、未露光部分におけ
る液晶記録層の透過率を制御して画像記録を行うことを
特徴とする情報記録方法。
【請求項３】請求項１又は２記載の方法において、該
液晶記録媒体の容量変化に対する透過率変化を、画像読
み取り装置の照射光の波長で求めることを特徴とする情
報記録方法。
【請求項４】請求項１又は２記載の方法で記録した画
像の読み取り方法であって、液晶記録層の容量変化と、
画像読み取り装置の照射光の波長における透過率変化の
関係により、読み取った画像信号を変換して最適な階調
特性の画像データを作製することを特徴とする情報読み
取り方法。