JPH01133793A - 投影用画像の形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 艮監分互 本発明は電気信号に従って投影用画像を形成するための
装置に関する。

従来技監 近年、各種分野で情報の伝達手段としてオーバーヘッド
プロジェクタ−が広く採用されている。オーバーヘッド
プロジェクタ−は周知のように投影用原図フィルムに形
成された画像を拡大投影する光学器械であるが、この投
影用画像の形成に使用される投影用原図フィルムとして
は従来（イ）透明プラスチックフィルム単体からなるも
の、（ロ）熱収縮性プラスチックフィルムに浸透剤を塗
布、浸透させたもの、（ハ）非収縮性又は低収縮性のポ
リプロピレンフィルム又はポリスチレンフィルムを素材
としたもの、（ニ）熱収縮温度の異なる２枚のプラスチ
ックフィルム間に熱発色性物質又は熱発泡性物質の層を
挿入したもの、（ホ）プラスチックフィルムに熱発色性
物質を含有又は塗布したもの等が知られている。これら
の投影用原図フィルムから投影用画像を得る際は（イ）
の原図フィルムの場合は特殊な描画材料を用いて手書き
により着色画像を形成し、その他の原図フィルムの場合
はこれに原稿を重ね、フィルム側から赤外線照射を行な
って原稿画像に相当するフィルム部分を熱軟化させるか
、熱収縮させるか、或いは熱発色させ。

これにより微細凹凸模様又は着色画像を形成している。

しかし従来の投影用原図フィルムはいずれも　。

熱感度や投影画像のコントラスト及び解像力が劣る上、
大面積化が難がしく、また繰返し使用できないため、投
影用画像がコスト高になるという欠点があった。

且−一五 本発明の目的は高コントラストで且つ高解像力の投影用
画像を高感度でしかも大面積化も容易に且つ繰返し形成
できる投影用画像の形成装置を提供することである。

盈−□或 本発明の投影用画像の形成装置は第１図に示すように、
透明支持体１上に透明導電層２と温度に依存して光透過
率が可逆的に変化すると共に通電により発熱する感熱層
３と必要あれば導電性保護層４とを順次設けた記録体Ａ
と、この記録体の表面に接触し、電気信号に従って記録
体Ａの所定箇所に通電する記録電極Ｂ（信号電極５と帰
路電極６とからなる）と、この記録電極に電流を供給す
る電源Ｃとで構成したことを特徴とするものである。

本発明装置の投影用画像の形成原理は次の通りである。

即ち前述のような層構成の記録体Ａの表面に記録電極Ｂ
を接触させ、この記録体に対し電気信号（画像信号）に
従って所定箇所に通電すると、通電部分（入力された信
号電極の直下）の発熱層はジュール熱により発熱し、つ
いでこの熱によりその部分の光透過率、即ち透明度が変
化し、投影用画像が形成される。

次に本発明装置に用いられる各部材について説明する。

まず記録体については前述のように基本的には透明支持
体〜透明導電層〜可逆的感熱層で構成され、更に必要に
応じて感熱層上に保護層が設けられる。

まず透明導電層はＩＴＯ（酸化錫・インジウム）、５ｎ
０２、■ｎ２０３．５ｂ２０３、ＺｎＯ等の透明導電剤
（通常はＩＴＯが使用される。）の薄層がらなり、通電
時、電極として作用する。この層は支持体上に真空蒸着
、或いは溶液状態からの塗布、スクリーン印刷等によっ
て形成される。導電層の表面抵抗は１×１０４Ω／口以
下、好ましくは１×１０２Ω／口以下である。

次に記録体の主要構成層としての感熱層について説明す
る。この層は温度に依存して透明度が可逆的に変化する
と共に通電により発熱するという性質を持っている。こ
のため感熱層は樹脂母材とこの樹脂母材中に分散された
有機低分子物質と導電剤とを主成分として構成される。

本発明装置の画像形成原理は記録体の感熱層における前
述のような温度による透明度変化を利用したもので、こ
れを図面によって説明する。

第２図において感熱層はＴ。以下の常温では白濁不透明
状態にあるが、これをＴ□〜Ｔ２間の温度に加熱すると
透明になり、この状態でＴ。以下の常温に戻しても透明
のままである。更に１３以上の温度に加熱すると、最大
透明度と最大不透明度との中間の半透明状態になる。次
にこの温度を下げて行くと、再び透明状態をとることな
く、最初の白濁不透明状態に戻る。なおこの不透明状態
のものをＴ。−Ｔ１間の温度に加熱した後、常温、即ち
Ｔ。以下の温度に冷却した場合には透明と不透明との間
の状態をとることができる。また前記、常温で透明にな
ったものも再び１３以上の温度に加熱し、常温に戻せば
、再び白濁不透明状態に戻る。即ち常温で不透明及び透
明の両形態並びにその中間状態をとることができる。

従ってこのような感熱層に通電すればジュール熱により
感熱層は自己発熱する。こうして１１〜１２間の温度に
加熱された部分の感熱層は透明になり、光を透過するこ
とができる。またＴｏ−Ｔ□間の温度で加熱が停止され
た部分は半透明状態となる。即ち発熱層への通電量（単
位時間当りの電流値又は通電時間）を制御することによ
り感熱層の光透過率を任意に選択することが可能である
。

以上のような感熱層に用いられる樹脂母材としては透明
性に優れ、且つ機械的に安定で、成膜性の良い樹脂が適
している。このような樹脂としではポリ塩化ビニル；塩
化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニ
ル〜ビニルアルコール共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニ
ル〜マレイン酸共重合体、塩化ビニルルアクリレート共
重合体等の塩化ビニル系共重合体；ポリ塩化ビニリデン
、塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体、塩化ビニリデ
ン−アクリロニトリル共重合体等の塩化ビニリデン系共
重合体；ポリエステル；ポリアミド；ポリアクリレート
又はポリメタクリレート或いはアクリレ−１〜〜メタク
リレ一ト共重合体、シリコン樹脂等が挙げられる。これ
らは単独で或いは２種以上混合して使用される。

一方、有機低分子物質は第１図の温度Ｔ□〜Ｔ３を選定
することに応じて適宜選択すればよいが、融点３０〜２
００℃、特に５０〜１５０℃程度のものが好ましい。こ
のような有機低分子物質としてはアルカノール；アルカ
ンジオール；ハロゲンアルカノールまたはハロゲンアル
カンジオール；アルキルアミン；アルカン；アルケン；
アルキン；ハロゲンアルカン；ハロゲンアルケン、ハロ
ゲンアルキン；シクロアルカン；シクロアルケン；シク
ロアルキン；飽和または不飽和モノまたはジカルボン酸
またはこれらのエステル、アミド、またはアンモニウム
塩；飽和または不飽和ハロゲン脂肪酸またはこれらのエ
ステル、アミド、またはアンモニウム塩；アリルカルボ
ン酸またはそれらのエステル、アミド、またはアンモニ
ウム塩；ハロゲンアリルカルボン酸またはそれらのエス
テル、アミド、またはアンモニウム塩；チオアルコール
；チオカルボン酸またはそれらのエステル、アミン、ま
たはアンモニウム塩；チオアルコールのカルボン酸エス
テル等が挙げられる。これらは単独でまたは２種以上混
合して使用される。これらの化合物の炭素数は１０〜６
０．好ましくは１０〜３８、特に１０〜３０が好ましい
。エステル中のアルコール基部分は飽和していても飽和
していなくてもよく、またハロゲン置換されていてもよ
い。いずれにしても有機低分子物質は分子中に酸素、窒
素、硫黄及びハロゲンの少くとも１種、例えば一０Ｈ１
−ＣＯＯＨｌ−ＣＯＮＨｌ−ＣＯＯＲ１−ＮＨ−−ＮＲ
２、−８Ｌ−Ｓ−Ｓ−１−〇−、ハロゲン等を含む化合
物であることが好ましい。

更に具体的にはこれら化合物にはラウリン酸、ドデカン
酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、ス
テアリン酸、ベヘン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、オ
レイン酸等の高級脂肪酸；ステアリン酸メチル、ステア
リン酸テトラデシル、ステアリン酸オクタデシル、ラウ
リン酸オクタデシル、パルミチン酸テトラデシル、ベヘ
ン酸トコシル等の高級脂肪酸のエステル；Ｃ１ＧＨ３３
−０−Ｃ，Ｉ（３３Ｃ１６Ｈ３３−３−Ｃ□６Ｈ３３Ｃ
１１１Ｈ３□−０−Ｃ１８１１３７Ｃ□２Ｈ２５−８−
Ｃ□２Ｈ２５Ｃ１９Ｈ３，−５−Ｃ□、Ｒ３，Ｃｌ２Ｈ
２５−５−３−Ｃ１，Ｒ２゜しｈ３ 等のエーテル又はチオエーテル等がある。

なお感熱層中の有機低分子物質と樹脂母材との割合は重
量比で１：０．５〜１：１６程度が好ましい。

感熱層にはその他、通電時、自己発熱させるために導電
剤が用いられるが、この導電剤は発熱層の光透過率を阻
害しないように透明でなければならない。このような透
明導電剤の具体例は前述した通りである。なお導電剤の
使用量は感熱層の体積固有抵抗がＩ　Ｘｌ０−２〜１×
１０２Ω■、好ましくは数ΩＣ程度になるように調整す
る。

以上のような感熱層は通常の溶液塗布法により形成され
る。

次に保護層は記録電極の摺擦から感熱層を保護するため
の層で、耐摩耗性のある樹脂及び必要あれば透明導電剤
で構成される。耐摩耗性樹脂としてはウレタン架橋型ス
チレン−メチルメタクリレート共重合体や、エステル架
橋型スチレン−メチルメタクリレート共重合体、ポリシ
ロキサン系共重合体等が適している。保護層は感熱層と
同程度の体積固有抵抗になるように透明導電剤で調整す
ることが好ましい。このような保護層は感熱層と同様、
通常の溶液塗布法で形成される。

以上の各層を支持する透明支持体としてはポリエステル
フィルムのようなプラスチックフィルム、ガラス板等が
使用される。

本発明の記録体には更に第３図に示すように、支持体と
導電層との間に三原色（Ｒ・・・赤、Ｇ・・・緑、Ｂ・
・・青）のモザイク状パターンを有するカラーフィルタ
ー層７を設けることができる。このような記録体を用い
れば、多色投影画像を得ることも可能である。この場合
には原画像の背景部を白濁状態とし、画像部を透明状態
とすることにより黒地に着色像の投影画像を得ることが
できる。

以上のような記録体表面に接触する記録電極は前述した
ように信号電極及び帰路電極からなり、信号電極は多数
の針状電極が所定密度、例えば８本／■で一列或いは千
鳥状に配置され、一方、帰路電極は単一電極として信号
電極列に平行に配置されている。なお帰路電極の断面積
は各信号電極よりもはるかに太きい。記録電極全体とし
ては第４図のような断面形状を有しており、それぞれの
電極の周囲は樹脂８でモールドされている。帰路電極は
接地されており、信号電極は各々トランジスターを介し
て、電流供給用電源に接続されている。制御系より転送
された電気信号により、特定の信号電極が選択され、ト
ランジスターが導通状態となる。その結果、選択された
信号電極に電源より電流が供給され、この信号電極直下
の発熱層が通電発熱する。なおこの信号電極直下の部分
だけ発熱するのは次のような理由による。即ち記録体表
面に電気信号に応じて通電を行なうと、電流は電気信号
に基いて信号電極より発熱層を貫通して帰路電極トこ向
かうが、帰路電極に対して信号電極の方が圧倒的に面積
が小さいため、信号電極直下の電流密度は帰路電極直下
のそれに比べて非常に大きくなり、信号電極に対応する
部分の発熱層が選択的に発熱する。

次に本発明装置に画像消去機構及びオーバーヘッドプロ
ジェクタ−を組合せた投影用画像形成兼投影プロセスに
ついて説明する。第５図はこのような組合せ装置の一例
で、無端ベルト状の記録体Ａが複数のローラー１０ａ、
ＩＱｂ、１．Ｏｃ、１０ｄによって支持、駆動されてお
り、記録体Ａの内周側には投影用の光源１１、反射板１
２、光源からの光線を平行にするためのフレネルレンズ
１３及び記録体Ａのたわみを是正し、平面状に支持する
ための透明支持板１４が配設されている。

記録体の内周側には更に前記記録体用駆動ローラー及び
適度な弾性を有するバックアップローラー１５が配置さ
れている。バックアップローラー１５は所定圧で記録体
Ａに圧接される記録電極Ｂを、記録体Ａの背面より支持
するものである。

記録電極Ｂには電源Ｃが接続され、制御系（図示せず）
より転送される画像信号に応じて、記録電極Ｂに電流を
供給できるようになっている。

記録体外周面の他の位置には画像消去用熱ローラ−１６
が配設されており、記録体全面に、既に記録され、不要
となった投影用画像を消去するための熱を供給する。こ
の他にオーバーヘッドプロジェクタ−用部材として光源
１１によって照射された投影用画像をスクリーン（図示
せず）等に投影するための結像用レンズ１７及び反射ミ
ラー１８が所定位置に配置されている。

第５図の装置においてまず画像消去用熱ローラ−１６に
より記録体Ａを第２図のＴ１〜Ｔ２間の温度に加熱した
後常温に戻し、記録体全体を透明化する。次いで電気信
号に従って記録電極Ｂにより記録体Ａに通電すると、電
流値に応じて記録体の発熱層が発熱する。これにより温
度がＴ３以上になった感熱層部分はほぼ完全に白濁し、
Ｔｏ−Ｔ□又はＴ２〜Ｔ３の間で昇温か止まった部分は
その温度に応じた半透明状態となる。

従ってこのような記録体上には白濁状態の異なる画像パ
ターンが形成され、これを投影することにより、スクリ
ーンが白色の場合、白地に黒色の投影画像が得られる。

以下に本発明を実施例によって説明する。なお「部」及
び「％ｊはいずれも重量基準である。

実施例１ ７５μｍ厚のポリエステルフィルム上に真空蒸着法によ
り約１０００入庫のＩＴＯ膜を形成した後、その上に、 ベヘン酸　　　　　　　　　　　　　　　　４部ステア
リルステアレート　　　　　　　　　　１部テトラヒド
ロフラン　　　　　　　　　　　９２部よりなる溶液を
ワイヤーバーで塗布し、加熱乾燥して１５μｍ厚の感熱
層を設けた。その上に、硬化剤（同上用）０．２部 前記透明電極用コーテイング液　　　　　　２０部ジオ
キサン　　　　　　　　　　　　　　　１０部よりなる
溶液をワイヤーバーで塗布し、加熱乾燥して０．５μｍ
厚の保護層を設けた。

次にこうして作製した記録体を第５図の装置にセットし
、画像形成及び投影を行なった。

まず熱ローラ−１６により記録体へ全体を約６５℃に加
熱して感熱層を透明化した後、電源Ｃ及び記録電極Ｂを
用いて保護層面に単位信号電極当り１ｍＡの電流を１０
０μ秒間隔で印加したところ、感熱層の電流の流れた部
分（通電部分）は白濁状態となった。引続きこうして形
成された投影用画像を光源１１によりスクリーン上に投
影したところ、高コントラストで鮮明な投影画像が得ら
れた。その後この記録体を熱ローラ−１６により約６５
℃に加熱すると投影用画像は消去され、記録体は再び透
明状態に戻った。

以上の操作を数１００回くり返した後でも記録体には劣
化は見られず、初期と同等の鮮明な投影画像が得られた
。

効　　　果 以上の如く本発明の投影用画像形成装置を用いれば繰返
し画像形成を行なっても高コントラストの鮮明な投影用
画像を高感度で形成することができる。また記録電極の
画素密度を上げることにより、高解像度化も可能である
。更に記録体は繰返し使用できるので画像形成コストも
安い。更にまた大面積化も容易であり、また記録体にカ
ラーフィルター層を設けることにより多色化も可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の投影用画像の形成装置の概略図、第２
図は本発明で用いられる一例の記録体における画像形成
原理の説明図、第３図は前記記録体の変形図、第４図は
本発明で用いられる記録電極の構成図、第５図は本発明
装置に画像消去機構及びオーバーヘッドプロジェクタ−
を組合せた装置図である。 Ａ・・・記録体　　　Ｂ・・・記録電極　　　Ｃ・・・
電源１・・透明支持体　　　　　　　２・・・透明導電
層３・・・感熱層　　　　　　　　　４・・・保護層５
・・・信号電極　　　　　　　　６・・・帰路電極７・
・・カラーフィルター層　　　８・・・樹脂モールド１
１・・・光源　　　　　　１６・・・画像消去用熱ロー
ラー児　１　図 死２図 昂　４図 −；Ｕ；冒＝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、透明支持体上に透明導電層と温度に依存して光透過
   率が可逆的に変化すると共に通電により発熱する感熱層
   とを順次設けた記録体と、この記録体の表面に接触し、
   電気信号に従って記録体の所定箇所に通電する記録電極
   と、この記録電極に電流を供給する電源とで構成される
   投影用画像の形成装置。