JPH01172896A - 像形成装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、フロッピーディスクや光ディスク、光磁気メ
モリー媒体、コンピューター等から出力される画像信号
、あるいはファクシミリ信号その他の画像信号を受けて
画像を出力表示する像形成装置に関し、特に多様化する
カラー画像を出力するための像形成装置に係わる。

［従来の技術］ 従来より、テレビやＶＴＲによる動画出力や、コンピュ
ーターとの対話作業における出力は、ＣＲＴやＴＮ（ツ
ィステッドネマティック）液晶等のデイスプレィモニタ
ーに表示され、またワードプロセッサーやファクシミリ
等による文書９図形等の高精細画像は、プリントアウト
されたハードコピーとしてペーパーに出力表示されてき
た。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、ＣＲＴは上記の動画出力に対しては美し
い画像を出力するが、長時間静止した画像に対してはフ
リッカや解像度不足による走査線等が視認性を低下させ
る。

また、上記のＴＮ液晶等の従来の液晶デイスプレィにお
いては、装この薄型化を実現してはいるが、ガラス基板
に液晶をサンドイッチする等の作製上の手間や、画面が
暗い等の問題点があった。

さらに、ＣＲＴやＴＮ液晶では、上記した静止画像の出
力中においても安定した画像メモリーがないために、常
にビームや画素電圧をアクセスしていなければならない
等の欠点がある。

これに対してペーパーに出力された画像は、高精細に、
また安定したメモリー画像として得られるが、これを多
く使用すると整理にスペースを要し、また大量に廃棄す
ることによる資源の無駄使いも馬鹿にならない。

本発明は、従来、ハードコピーとしてのみ得られていた
高精細カラー画像をハードコピーと同等の鮮明さで表現
し、またカラー画像や追加画像を繰り返し表示、消去で
きる像形成装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明による像形成装置は、熱エネルギー印加により像
情報を形成する情報記録媒体と、この情報記録媒体に像
情報を記録する情報記録手段と、前記情報記録媒体と情
報記録手段とを相対的に移動させる調整手段と、前記情
報記録媒体と情報記録手段との相対的位置を検知する検
知手段と、この検知手段から得られた情報をもとに前記
調整手段に位置補正信号を与える制御手段とを備えるこ
とを特徴とする。

［作　用］ 上記像形成装置は、情報記録手段による熱エネルギー印
加によって、情報記録媒体に像情報を記録させ、これを
画像として表示するものである。

特に、前記情報記録媒体にはＲ，Ｇ、Ｂ等のストライプ
状のカラーパターンが形成され、情報記録手段からの熱
書き込みによりカラー画像が表示される。かかるカラー
画像の書き込みの際、情報記録媒体上の各色パターンと
情報記録手段との間に位置ズレが生じると、所定の色が
表示されるべき位置に、他の別の色が表示されることに
なり、いわゆる色ズレや画像ズレを生じてしまう０本発
明による像形成装置においては、情報記録媒体と情報記
録手段との間に発生した相対的な位置ズレは、検知手段
によって検出される。検知手段からのズレ情報は制御手
段に入力され、制御手段ではこの情報に基づいて位置ズ
レを補正するための位置補正信号を出力する。この位置
補正信号は、さらに調整手段に入力され、調整手段では
この位置補正信号により情報記録媒体と情報記録手段の
位置を相対的に移動させる。

この様な動作により、情報記録媒体と情報記録手段との
相対的な位置ズレは書き込み前に修正されることになり
、色ズレや画像ズレのない高精細な画像が表示される。

［実施例］ 以下、実施例と共に本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれに限定されるものではない。

まず、本発明の像形成装置に用いられる情報記録媒体の
構造と、その作用について説明する。

情報記録媒体に用いることのできる記録層としては、サ
ーモトロピック液晶性を示す材料が好適である。この例
としては、たとえばメタクリル酸ポリマーやシロキサン
ポリマー等を主鎖とした低分子液晶をペンダント状に付
加したいわゆる側鎖型高分子液晶、また、高強度高弾性
耐熱性繊維や樹脂の分野で用いられているポリエステル
系またはポリアミド系等の主鎖型高分子液晶等が挙げら
れる。

また、相としてスメクティック、ネマティック、コレス
テリック、その他の相をとるもの、またディスコティッ
ク液晶等が用いうる。

さらに、高分子液晶中に不斉炭素を導入してＳｌＣ中を
示す相を有し、強誘電性を示す高分子液晶も好ましく用
いうる。

以下、高分子液晶の具体例として下記構造式（Ｉ）によ
り表わされる液晶を用いて、情報記録媒体による書き込
みについて説明する。

Ｍｌｌ　＝　１８，０００ ７５℃　　　　　１１０℃ ＧｌａｓＳ□　液晶相□１ｓｏ。

（Ｎ） 前記高分子液晶をジクロロエタンにより溶解し、これを
アルコール洗浄を施したポリエステル系透明基体上にア
プリケーターにより塗布した。

その後、９５℃雰囲気中に１０分間放置したところ、白
色の散乱膜が形成された。この膜厚は塗布前における高
分子液晶のｗｔ％が２０％の場合において１０μ層強の
ものが得られた。

このようにして得られた白色シート上を感熱ヘッドで走
査したところ、文字２図形パターンに従って透明部分が
固定された。このシートを光学濃度が１．２の黒色バッ
クグラウンド上に導くと、白地に黒の鮮明な表示が得ら
れた。

また１通常のオーバーヘッドプロジェクタ−上に上記シ
ートを導いたところ、文字、パターン部が白く投影され
る鮮明なネガ投影像が得られた。

次に上記パターンが記録されたシートの全面を約１２０
℃にまで加熱し、その後約９０℃で数秒保ったところ、
元の白色散乱状態に全面が復帰し、このまま常温に戻し
ても安定であり、再度の記録。

表示がなされ得た。

上記の現象は、前記高分子液晶が安定したメモリー状態
を維持するガラス転移点以下におけるフィルム状態、実
質的に光学的散乱状態に推移することのできる液晶フィ
ルム状態、およびこれより高温で等男前分子配列となる
等方性フィルム状態の少なくとも３状思をとり得ること
に起因して制御することができる。

次に、前記像形成の原理的プロセスを第２図とともに説
明する。

第２図において、前述した散乱状態は図中■の状態であ
る。これを例えば感熱ヘッドあるいはレーザー等の加熱
手段により■ａのようにＴ２（Ｔｉｓｏ　＝等方状態移
行温度）以上に加熱した後急冷すると、図中■の様にほ
ぼ等方状態と同様の光透過状態が固定される。この急冷
状態は、特に冷却手段を用いることもなく、基体を空気
中に自然放熱するもので充分である。この等方状態は、
丁１（Ｔｇ＝ガラス転移温度）以下における室温または
常温状態においては安定であり、画像メモリーとして安
定な状態である。

一方■ａのように７２以上に加熱した後、液晶温度７１
〜７２間に一例として１秒ないし数秒にかけて保持する
と、■ｂのようにこの保持時間において散乱強度を再び
増し、常温においては再び元の散乱状態■に復帰し、こ
の状態はＴ１以下において安定に保持される。

また図中■で示すごとく、液晶温度ＴＩ　−７２間に一
例として１０ミリ秒〜１秒程度の時間保持する様にすれ
ば、その部分においては中間の透過状態を常温で保持す
ることができ、階調表現として使用することも可能であ
る。

すなわち、本例ではいったん等方状態に加熱した後常温
に至るまでに、液晶温度でどれ程の時間保持するかで透
過率または散乱強度を制御することができ、またこれを
Ｔ１以下においては安定に保持することができるもので
ある。さらに上記において散乱状態に復帰させる場合の
温度は、液晶温度内で〒２に近い方がより早く、また、
液晶温度に比較的長時間放置する様な場合は、いったん
等方状態に加熱しないでも、以前の状態にかかわらず■
の散乱状態に戻らしめることは可能である。

上記情報記録媒体においては、前記の散乱状態をより強
度にする要因を積極的に付加することにより、より美し
い画像を得る。このためには、前記例示した高分子液晶
が前記したジクロロエタンあるいはＤＭＦ　　（ジメチ
ルフォルムアミド）、シクロヘキサン等の溶媒に溶解後
、基体に塗布し、前記溶媒を揮発せしめる過程、あるい
は揮発せしめた後、液晶温度（７５℃〜１１０℃）に一
定時間保つことにより安定した光学的散乱膜が既に形成
されていることが望ましい。

上記膜形成に最適な条件の１つとしては、高分子液晶の
溶媒に対する添加量が、添加、攪拌後、透明な溶液、ま
たは粘稠状態で得られる様な濃度であることである。た
とえば、前記構造式を示した高分子液晶をジクロロエタ
ンに単独で溶解する場合、高分子液晶のｗｔ％濃度が１
０％においては溶液は白濁したミセル状となっているが
、１５％〜２５％程度の比較的高濃度においては安定し
た透明な粘稠溶液が得られる。この傾向は、その他の数
種の高分子液晶および溶媒との組み合わせにおいても観
測される。この透明な粘稠溶液をアプリケーター、ワイ
ヤバーまたはディッピング等の手段により良く洗浄した
ガラス、ポリエステル等の基体に塗工した後、前記液晶
温度に保持すると、前記ミセル状において同様に塗工し
た場合に比べ、非常に一様性の高い光学的散乱膜が得ら
れる。

この時、前記基体に対しては無配向処理であるか、また
はエチルアルコール等により複数方向へ抜き取り処理を
行なったものであり、いずれも表面に対する汚れをかな
り排除したものである。

なお、高分子液晶の溶媒としては、複数の溶媒の混合溶
媒、または高分子液晶材料以外の混合物、色素材料その
他を、塗工に悪影響を及ぼさない範囲で添加することも
可能である。

また、前記基体裏面または高分子液晶表面に対するホコ
リの付着や帯電を防止するために、前記裏面、表面に弱
導電処理を施すなどの処置をしてもよい。

以下、高分子液晶の具体例を例示するが、本発明はこれ
らに限定されるものではない。

４０Ｈ２−ＣＨ＋ｎ （Ｎ） （ｉ’Ｈ３ （ＣＨ２−Ｃ）ｎ （Ｓ腸） （８層） また、これらを塗布成膜するための溶媒とじては、ジク
ロロエタン、Ｉ］ＮＦ、　　シクロヘキサン等の他、テ
トラヒドロフラン（ＴＨＦ）　　、アセトン、エタノー
ルその他の極性または非極性溶媒、あるいはこれらの混
合溶媒が使用され、これらは使用する高分子液晶との溶
解性並びにこれを塗工する基体の材質または基体の表面
に設けた表面層との濡れ性、成膜性等の要因によって選
択しうるは言うまでもない。

第３図は上記情報記録媒体として用いられる像担持体の
層構成の一例を示す図である。

本構成においては、基体１３ａ上にブルー（Ｂ）、グリ
ーン（Ｇ）、レッド（Ｒ）、ブラック（ＢＬ）、あるい
はイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブ
ラック（ＢＬ）のカラーモザイクまたはストライプ状等
のカラーパターンをバックグラウンド１２ａとして設け
、このバックグラウンド１２ａ上に、前記高分子液晶１
１を白色散乱層として塗布すること等により形成したも
のである。または、ｇＤλフィルムを塗布して保護層と
して高分子液晶の上にさらに積層させてもよい。

上記のカラーパターンは、たとえば網点印刷等の従来か
ら知られている印刷方法等により、たとえば各色あわせ
て１ｍ層当り１２ライン、またはそれ以上に厚膜または
薄膜形成するこ七ができる。なお、このカラーパターン
は、本例においては基体上に直接印刷したものでも良い
し、フィルム状として、基体に貼りつけたものでも良い
。

次に前記した様な高分子液晶を前記と同様コーティング
等により設けるが、この時必要に応じて前記カラーパタ
ーン上にポリエステル系樹脂やアラミド、ポリイミド等
の透明な膜をコーティングやラミネートにより中間層と
して設け、この上に高分子液晶を設けるようにしてもよ
い、この際、前記構造式で示した高分子液晶については
、その層厚が２鳩層程度以上あれば、これより下層のカ
ラーパターンに対して充分光学的被覆効果が得られる白
色散乱層となり、最適には５Ｈ〜１５μｍ程度である。

次に、第４図を用いて本例におけるカラー像の形成方法
について説明する。第４図においては、カラーパターン
としてＢ　、　Ｇ　、　Ｒ、ＢＬのストライプパターン
をバックグラウンド１２ａとした。

ここで前述の如くこのカラーパターン上に高分子液晶を
白色散乱状態で設けると、全面がほぼ白色と視認できる
。この後、感熱ヘッド、そ、の他の加熱手段により、た
とえばＧに対応する部分のみ等方状態以上の温度まで加
熱し、加熱手段を取り去ると、このＧ部分の上層の高分
子液晶層は透明状態で固定され、その他の加熱されなか
った部分は白色のままであり、高分子液晶層側からは白
地にグリーン色の像が視認される。同様にＲのみ。

Ｂのみに対応する高分子液晶層を加熱すれば、それぞれ
レッド色、ブルー色が白地に対して視認される。また、
例えばＲとＧ、ＧとＢ、ＢとＲ１あるいはＲ，Ｇ、Ｂ全
てに対応する高分子液晶層を加熱した場合、これらが混
色した色が見られるが、本例においては特に黒色を出し
たいときに、この濃度が上昇する様にＢＬのストライプ
パターンも設けた。

一例として、１■層当り１２ドツトのサーマルヘッドを
用い、Ｂ　、　Ｇ　、　Ｒ、ＢＬがそれぞれｌ腸腸当り
３組、すなわち合計で１＋ｓ■当り１２ラインとなる様
に形成した前記像担持体のシートを精密に走査し、その
うち前記Ｂに対応する発熱部として３ドツトおきに発熱
させたところ、全面がほぼブルー色に見える画像が形成
された。

本例により形成された画像は、白地にカラー画像が得ら
れるものであり１通常、紙に描かれたカラー画像と同様
の鮮明なものである。

なお、この場合、前面の高分子液晶側から適度な白色光
による照明を行なうことにより、より鮮明な画像が視認
できる。

次に、前記像担持体を使用した像形成装置の一例を第１
図と共に説明する。

図において、ベルト状に形成された像担持体１４は、ロ
ーラー２１により３ケ所で張架され、モーター等の回転
駆動装置（図示せず）によって矢印の方向へ駆動される
。この像担持体１４には、情報記録手段との相対的な位
置ズレを検知するための検知基準ライン１８が設けられ
ている。像担持体１４の表面に当接して配置された感熱
ヘッド１５は情報記録手段として機能し、画像信号にし
たがって熱書き込みが行なわれる。書き込まれた画像は
、消去装置１３によって加熱、消去され、初期状態へ復
帰する。

上記構成において、フロッピーディスク等の外部のメモ
リ媒体から送られてきた画像信号は、感熱ヘッド１５の
感熱素子によりドツト状の熱に変換され、一定速度で移
動する像担持体１４上に画像の書き込みが行なわれる０
画像情報が可視化された像担持体１４は、回転駆動装置
によりさらに搬送され、本体の裏面に設けられた表示部
（図示せず）で外部に表示される。

ここで、高精細な画像を得るためには、カラーモザイク
フィルタは細かいピッチにて構成されている方が望まし
い０本実施例では、１／１２ｍ■ピッチにティエロー、
マゼンタ、シアン、ブラック各色を交互に配置した。

前述したように、像担持体１４上の各色パターンと感熱
へラド１５上の感熱素子との位置に１７１２腸層の数分
の１のオーダーのズレが生じても、例えばマゼンタを表
示すべき時に一部シアンを表示する等の色ズレを生じて
しまう。一方、機械的精度のみで＠１０ＩＬの精度を出
すことは非常に難しく、著しいコストアップとなる。こ
の様な色ズレを防止するため、位首検知手段１７．調整
手段１６及び不図示の制御手段等が設けられている。

位置検知手段１７は、ＣＣＤ　（ｃｈａｒｇｅ　ｃｏｕ
ｐｌｅｄｄｅマ１ｃｅ）等のラインセンサ及びその電気
系からなり、ベルト状の像担持体１４上にベルト駆動方
向に描かれた黒細線の検知基準ライン１８の位置を読み
取り、位置ズレ情報を制御手段に送る。制御手段は送ら
れて来た位置ズレ情報をもとにパルスモータ及びポール
ネジから構成される調整手段１６に位置補正信号を送る
。調整手段１６は位置補正信号に同期してポールネジに
連結された感熱へラド１５を駆動し像担持体が駆動する
間、例えば１０ｍｍ毎に検知し、感熱ヘッド１５と像担
持体１４の位置を随時適正に修正する。

この様な一連の動作により、像担持体１４上に色ズレの
ない高精細なカラー画像を形成することができる。

この実施例では、位置検出手段１７として、ＣＣＤライ
ンセンサを適用した光学的検知手段の例を示したが、検
知方法としてはベルト上に突起を設け、この突起位置を
機械的に検知したり、あるいは光学的に検知しても良い
し、ベルト上に導電線を配置し、交叉する抵抗により抵
抗配分検知しても良い。

また、調整手段１６については、上述の例のほか、パル
スモータ−とスチールベルト、ネジ、タイミングベルト
、カム、電磁石等を利用しても良いし、圧電バイモルフ
素子等であっても良い。

次に、本発明を投影型カラーデイスプレィに応用した例
を示す、第５図は、この実施例において使用される像担
持体の層構成の一例を示す図である。

本構成においては、ガラス、ポリエステル、その他の透
明基体１３ｂに、少なくとも可視域に光学吸収を有する
色素１例えばブルー（Ｂ）、グリーン（Ｇ）、レッド（
Ｒ）の２色性あるいは、無軸性等の色素染料を、カラー
散乱高分子液晶Ｍ１２ｂの中に混入したものを、網点印
刷その他の印刷、コーティング方法等によりストライプ
状のカラーパターンに形成したものである。

所望のカラーを得るためには、前記構造式で示した種々
の高分子液晶中に、−例として以下に示す様な色素を溶
媒中で少量混合す糺ば良い、■イエロー：玉菱化成ｌｒ
業■製ＬＳＹ−１１６、■マゼンタ二同ＬＳＲ−４０１
、■シアン：同ＬＳＢ−３３５、■ブルー：前記ＬＳＢ
−３３５とＬＳＲ−４０１との混合、または同ＬＳＢ−
３５０、（かグリーン：前記ＬＳＹ−１１６とＬＳＢ−
３３５との混合、■レッド：同ＬＳＲ−４０５または前
記ＬＳＲ−４０１とＬＳＹ−１１６との混合、また、そ
の他種々の色素がカラーに合わせて用いられる。

上記の色素の混合により呈色性の付与された高分子液晶
は、そのコーティングされた層厚が０．５編ｍ以上、望
ましくは２涛１１〜１５終鵬程度が最適である。

また、形成した高分子液晶層が、液晶温度において強い
光学散乱性を示すためには、前記色素の高分子液晶に対
する混合量がｗｔ％で１０％以下、望ましくは５％以下
であり、使用する溶媒に対しても、その混合比は溶媒／
高分子液晶／色素染料とした場合１００：２５：１以下
が最適である。

本例において、−例として１ｍｍ当り１２ドツトのサー
マルヘッドを用い、Ｂ、Ｇ、Ｒそれぞれｌａｗ出り４組
すなわち合計で１層層当り１２ラインとなる様に形成し
た前記像担持体のシートに対して、第４図に示す様に、
そのうちの一部分のグリ−７０色の前記高分子液晶に対
応する部分に対して加熱走査させると、このＧ部分にお
ける高分子液晶は散乱状態から、グリ−７０色を呈する
フィルタ状光透過性となる。

これを第１図の装置の像担持体ベルト内部に照明系、光
学系を付加構成したオーバーへラドプロジェクタにより
透過または反射によりスクリーンに投影したところ、前
記加熱走査部分に対応してグリーンＧ光が投影され、そ
の他の部分は真っ暗であった。また、Ｂ、Ｇ、Ｒ全てに
対応する部分の前記高分子液晶を同様に加熱走査したと
ころ、この部分は各色を呈するフィルタ状光透過性とな
り、これを投影すると、はぼ白色に近い投影像が得られ
た。

本例において投影される画像は基本的に高コントラスト
のネガ画像であり、多種のカラーの組み合わせが可能と
なるため、前記感熱ヘッドに対して、その印加電圧パル
ス巾等を調整することによっては原理的にフルカラーの
画像を形成しうる。

また、本画像は蛍光灯やＥＬ　（エレクトロルミネセン
ス）パネル等をバックライトとして配置し、透過光によ
る直視に対しても良好な視認性が得られる。

なお、上記のカラー高分子液晶を作成する方法としては
、前記の色素染料との溶媒中での混合のほか、色素モノ
マーと液晶モノマーとの共重合によりカラー高分子液晶
としても良いし、または基体上にモザイクまたはストラ
イプ状の色素によるカラーパターンを形成した後に、液
晶モノマーをこれに付与し、基体上で共重合を行なう様
にしても良い。

本実施例においては位置検知手段として光学色検知素子
を使用した。

第１図において説明すると、まず、感熱へラド１５で記
録する際に、位置検知手段１７によって像担持体１４の
ベルト［口方向における特定点のストライプ色を検知す
る０次に、制御手段では光学色検知素子の検知位置が常
に同一のカラ一対応となるように調整手段１６を駆動す
る。本構成によれば、像担持体１４上に特別な基準線を
設けることなく安定した色ズレのない像を得ることが可
能となる。

本発明に係わる制御のタイミングは一画像を記録する毎
であっても良いし、連続的に常時あるいは１０〜１００
画素毎であっても良い、また、メインスイッチに連動さ
せて始動時に自動的に行なわせる等、任意に選択するこ
とが可能である。

また、ここでは表示装置に適用した例を述べたが、この
ほかにも電子写真、銀塩、フオーラ等の画像記録への中
間像転写体等への応用も可能である。

本実施例においてはベルト状の像担持体が駆動される例
を説明したが、シート状の像担持体を往復動させたもの
でも良い。

さらには、感熱ヘッドの移動により書き込み走査を行な
う系であっても良いし、位置ズレに対して像担持体側を
移動調整しても良い。

また、感熱ヘッドを像担持体の進行方向に移動調整して
タイミングを合わせても良いし、両者の相対的な傾きを
調整しても良い。

感熱ヘッドと像担持体の本来対応する記録位置が例えば
！１！！１等により、−素子分以上ズしてしまった場合
には、感熱ヘッドに与える記録電気信号のタイミングを
シフトレジスタにより必要分だけズラすことも効果があ
る。

また、本実施例においては像担持体上にカラーモザイク
、カラーストライプを有する場合を説明したが、これに
限らず一旦表示した画像の上に追加書き込みする際にも
本発明によれば画像にズレのない高精細な画像を得るこ
とが可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、色ズレや画像ズ
レのない高精細で鮮明なカラー画像を顕画像化すること
が出来、カラー画像や追加画像を繰り返し表示、消去で
きる表示装置または投影装置を提供することができる。

また、カラー画像を中間媒体として使用する装置等を提
供する仁とも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は像形成装置の構成図、８２図は温度と透過率（
散乱強度）との関係を示す図、第３図〜第５図は像担持
体の層構成図である。 １１・・・高分子液晶層 １２ａ・・・バックグラウンド １２ｂ・・・カラー散乱高分子液晶層 １３ａ、　１３ｂ・・・基体　　　　１４・・・像担持
体１５・・・感熱ヘッド　　　　１６・・・調整手段１
７・・・位置検知手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱エネルギー印加により像情報を形成する情報記
   録媒体と、該情報記録媒体に像情報を記録する情報記録
   手段と、前記情報記録媒体と情報記録手段とを相対的に
   移動させる調整手段と、前記情報記録媒体と情報記録手
   段との相対的位置を検知する検知手段と、該検知手段か
   ら得られた情報をもとに前記調整手段に位置補正信号を
   与える制御手段とを備えた像形成装置。