JPH01188827A - 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、熱的に像を形成し、これを表示する像形成装
置に関する。

［従来の技術］ 従来、熱により可逆的に消去でき、繰り返し使用できる
高分子、あるいは高分子−と低分子−をブレンドしたも
の１例えば高分子液晶、相分離ポリマー等に記録９表示
するものがあった。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記したものは可逆的に変化する点、例
えば相転移点、相分離点等が一般に高温であるため、記
録時における印加エネルギー量が大きくなるという問題
点がある。また、瞬時に高温に加熱するため、高分子の
１耐久性劣化の問題が生じる。

本発明は上記に鑑み、記録時において低エネルギーで、
１ｊき込め、更に、高分子の耐久性を増すことができる
像形成装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明による像形成装置は、加熱または所定温度での保
持により、透明状態あるいは不透明状態となる品分−ｒ
−層を右する像担持体と、前記高分子層の透明状態と不
透明状態を制御する第１の加熱手段とｉ２の加熱手段と
を備えたことを特徴とする。

ここで第１．第２の加熱手段とは、どちらか−方が画像
信号を記録するため加熱手段であり、他方は、高分子、
あるいは高分子と低分子のブレンド材料の相転移点等の
可逆的に変化する温度近傍まで加熱する補助加熱手段で
ある。。

本発明に用いることのできる高分子層としては、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、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又はポリア
ミド系等の主鎖型高分子液晶等である。

また、液晶相においては、スメクチック、ネマチック、
コレステリックをとるもの、またはその他の相をとるも
の、またディスコティック液晶等も用いうる。

さらに、高分子液晶中に不斉炭素を導入したＳｒｍＣ”
を示す相を有し１強誘電性を示す品分−ｒ液晶も好まし
く用いうる。

以ド、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。

１（Ｈ ０ＨＨＯ Ｍ賛＝　１８，０００ ４０Ｈ２−ＣＨ）。

？旧 （ＣＨ２−（）。

ｃ＝。

０（ＣＨ２）　６−ｏ＄ｃＮ（ｍ　） また、これらを塗布成膜するための溶媒としては、ジク
ロロエタン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）　、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又は非極性溶媒又
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７１うまでもない。

［作　用］ 以下、品分−７′一液晶の具体的な一例として、前記（
Ｉ）式により示される液晶を用いて１本発明の基本構成
を詳しく説明する。

まず、高分子液晶への記録条件を説明すると、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
上にアプリケータにより塗布した。その後、９５°Ｃ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２θ％の場合において１０ｇｍ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１ユを感熱ヘッドで
走査したところ、文字１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。

次に」−記パターンが記録されたシートの全面を約１２
０℃にまで加熱し、その後約９０℃で数秒保つたところ
、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。この現象は前記゛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Ｊｇ、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方
的分子配列となる等方性フィルム状態の少なくとも３状
態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７図と共に説明
する。

第７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（Ｔ　ｉ　＋、　ｏ　＝等
方状態移行温度）以上に加熱した後急冷すると、図中（
穐）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、Ｔ１（Ｔｇ＝ガラス転移温度）以下におけ
る室温または常温状１ｒ１においては安定であり、画像
メモリーとしても安定な状態である。

一方（ｊ）ａのようにＴ２以りに加熱した後、液晶温度
１１〜７２間に一例として１秒ないし数秒にかけて保持
すると、（ｊ）ｂのごとく、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ＴＩ以下において安定に保持される
。

また５図中（２）で示すごとく、液晶温度１１〜７２間
に一例としてｌＯ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
ＴＩ以ドにおいては安定に保持することができる。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Ｔ２に近い方がよりｖ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。

第４図は、前記高分子液晶の昇温特性を示す図である０
図中Ｓｏ、　Ｓｌは加熱時を示す０図において、液晶を
常温から加熱した場合（図中ａ）、書き込みに必要な等
方状態とするのに、Ｔｒ＠ａｘ）まで加熱しなければな
らない。

一方、あらかじめＳｏから補助加熱を行なった場合（図
中ｂ）は、温度Ｔ’（−４ｘ）で書き込みに必要な等方
状態とすることができる。

すなわち、補助加熱によって液晶に対する過剰な熱印加
を減らすことができ、劣化防止１表面保護が図れるほか
、加熱手段での熱エネルギーを低減することができる。

また、高コントラストで鮮明な像形成が可能となる。　
゛ 本発明の像形成装置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
い画像を得ることができる。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
　　（ジメチルホルムアミド）、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に、液晶温度（７５℃〜１１
０℃）に−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か望ましい、このような１漠
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μが、添加、Ｊ！拌後、透１１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６例え
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１０％
においては溶液は白濁したミセル状となっているが、１
５％〜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、ワイヤバー
またはディッピング、等の手段により良く洗炸したガラ
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。

［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。

実施例１ 第１図は１本発明による像形成装置を表示装置に適用し
た場合の構成図、第２図はその断面図である。

表示装置の片側には、ハロゲンランプ６とローラー７か
らなるハロゲンヒーター２１が設けられ、これと対向す
る側部には駆動ローラー２が設けられている。２木のロ
ーラー間には、像担持体ｌが張架され１画像の表示面と
なる表示部４と対応する裏面に背面板５が配置されてい
る。前記ハロゲンヒーター２１の近傍には、画像消去の
ための消去用面ヒータ−８が配置され、温度センサー１
０と接続されている。また、駆動ローラー２の近傍には
、第１の加熱り段であり、補助加熱手段として機能する
面状ヒーター９と第２の加熱手段であり１画像１１９き
込みのためのサーマルヘッド３が配置されている。

なお、駆動ローラー２は不図示のモータで駆動されるほ
か、その他の手段はいずれも不図示の機械的構成部品ま
たは電気、゛重子部品にて作動されるものとする。

図において、像担持体１は、ポリエチレンテレフタレー
ト透明ノ＾体上に、↑゛記構造式で表わした高分子液晶 （以下余白） ７５℃　　　　　　　　　１１０℃ Ｇｌａｓｓ□　液晶相□１ｓｏ。

をジクロロエタンに溶解して２０％溶液とし、ワイヤバ
ーにて塗布し、これをオーブン中り０℃、１５分開放舒
し白色散乱層としたものをエンドレス状に形成した。

まず、像書き込み時において、駆動ローラー２が矢示方
向に駆動されるとともに、補助加熱手段である面状ヒー
ター９により像担持体ｌが加熱される。この時の面状ヒ
ーター９の温度は、液晶層から等吉相への転移温度に近
く、はぼ９５℃である。補助加熱された像担持体ｌは、
続いてサーマルヘッド３に搬送される０次に、サーマル
ヘッド３に対して、他のファクシミリからのファクシミ
リ信号により画信号を出力すると、像担持体ベルト１１
−の加熱された部分に、像状の透明部パターンが形成さ
れていく、この動作により、Ａ４版１ページ分の画像状
の透明部パターンを順次形成した後、表示部４で停止に
すると白地に背面の有彩色または黒色の背面板５の色に
よる鮮明な画像が形成される。

本発明名らによる視認性評価においては、背面板５とし
て例えば黒色紙を用いた場合、この光学濃度がほぼ１．
０以りであれば充分高コントラストの画像が得られるこ
とが分った。その他、前記背面板５として、赤紙、青紙
、緑紙等の有彩色の色紙を用いれば、白地にそれぞれの
色による鮮明画像が得られる。本画像は１００日間その
まま放置しても変化はなかった。

次に、画像の消去はハロゲンヒーター２１．および消去
用面ヒータ−８を用い、所定の画像表示後、再び駆動ロ
ーラー２を矢示方向に駆動を開始して行なう、この時ハ
ロゲンヒーター２１はほぼ１１５℃に、また消去用面ヒ
ータ−８はほぼ９５°Ｃとなるように温度センサー１０
の検知出力からコントロールしておく。この様にして、
前記像担持体ｌの様子を観察すると、ハロゲンヒーター
２１通過時にこの部分はほぼ全面透明となり、また消去
用面ヒーター８部分通過時において、再び全面が白色に
散乱していくことがわかる。この動作により、前記表示
画像は全面消去され、再び白色の散乱状態が得られる。

ここで、上記の本構成で用いた消去用面ヒータ−８のベ
ルト移動方向の巾はほぼ４０ｍｍであり、この全面が少
なくとも７５℃以上となる様に設定した。

前記画像の書き込み・消去の動作は、本発明者らの実験
によれば少なくとも２００回以上は安定であった。なお
、ベルトの移動速度は、４０ｒａｒａ／ｓｅｃにおいて
も充分鮮明な画像が得られた。

また、本装置構成はサーマルヘッド３のかわりに通常の
シリアルヘッドをサーマルヘッドとして用い、不図示の
駆動構成により、像担持体ｌの移動方向と垂直方向にシ
リアルスキャンする構成であっても良好に動作する。

さらに、サーマルヘッド３の各ドツトに与える電圧の強
弱、または午える電圧パルス巾を変化させてやることで
階調表示を得ることも可能である。

また１本構成においては、補助加熱手段として中−の面
状ヒーター９を用いたが、これを分：’ｆｌ　Ｌ／て部
分的に補助加熱する様にしても良いし、ヒートロール、
ハロゲンランフ、サーマルヘッド笠の加熱り段を使用し
ても良い。

第３図（ａ）〜（ｄ）に面状ヒーター以外の加熱手段を
使用した例を示す。

第３図（ａ）は、補助加熱手段にハロゲンランプ２２を
用いたものである。この場合、非接触で加熱することが
できるので、像担持体１との摺擦がないこと、均一・な
加熱ができること等の点で効果がある。

同図（ｂ）はヒートローラー２３を用いたもので、像担
持体１と相対速度０で回転している。このため図（ａ）
の場合と同様に摺擦がなく、均一加熱ができる。

同図（Ｃ）は、ローラー７の中にハロゲンランプ２２を
設けたものである。この場合、像担持体ｌを補助加熱す
るばかりでなく、サーマルヘッド３による画像形成時に
おいても補助加熱が行なえるため、熱効率が良い、また
コントラストの良好な画像を得ることができる。

同図（ｄ）は、サーマルへラドを２つ用いた場合である
。

これによれば、サーマルヘッド３ａ及び３ｂを設けるこ
とにより画像に対応した、あるいは部分補助加熱ができ
るという特徴がある。

Ｅ記各例において、サーマルヘッド３と前記補助加熱手
段との距離は調整することができ、自由に選択すること
が可能である。この場合も前記と同様に補助加熱手段の
温度を印加電圧、電流量によりコントロールすることが
可能である。

また、書き込み手段としてサーマルヘッド３を用いたが
、像担持体ｌの中にレーザー吸収層があれば、レーザー
を用いたものでも良い。

なお、本装置構成においては、高分子層を直接サーマル
ヘッドで摺擦、走査しても１水高分子液晶は充分耐熱性
、皮膜強度が強いものであるので、基本的に繰り返し画
像形成には問題ないが、心安に応じてさらに強度を増す
ために、表面にポリイミド、アラミド茅の保護層をラミ
ネート笠により設けても良い。

この具体的な実施例としては、３．５１Ｌｔｍおよび６
ＪＬ＠の７ラミドシートをラミネートにより設けて画像
形成を行なったが、結果はいずれも良好であった。

実施例２ 第５図は１本発明を表示装置に適用した他の実施例を示
す概略図である０本例は像担持体１００と背面板１５を
固定し、書き込み・読み取り手段である記録部１６を移
動する形態としたものである。

第６図は、前記表示装置の部分断面図である。

像担持体１００は、ポリエチレンテレフタレート等の透
明樹脂、あるいはガラス、セラミックスからなる基体！
■の一方の側に高分子液晶１２および保護層１３が形成
され、他方の側には補助加熱手段としてインジウムチン
オキサイド、酸化スズ等を用いた面状発熱体１４が形成
されている。背面板１５としては、黒色または有彩色の
板、もしくは面状光源が用いられる。

記録部１６は、書き込みのためのサーマルへラド１７と
、表示部２４に書き込まれた画像を読み取る読み取りセ
ンサー１８、および消去手段である光源１９より構成さ
れ、不図示の駆動モーター等により、左右方向に駆動さ
れる。また、２０は熟ベンあるいは電子黒板等で用いら
れるマーカーペン等の書き込みペンである。

上記表示装置によって表示を行なう場合は、　？ｆＥ源
を入れた時、もしくは記録部１６を駆動する前に１面状
発熱体１４をＴｉ５ａ以下の温度に補助加熱しておき、
この状態でサーマルヘッド１７により記録を行なう、こ
れは書き込みペン２０を使用する場合も同様である。

表示部２４に記録された画像は、読み取りセンサー１日
を介して外部のメモリ装置に保存することができる。ま
た、画像の消去は光源１９からの加熱により行なう。

この様に、像担持体に補助加熱手段を形成した場合は、
像担持体の保護および画像形成時の熱動−（へを向１−
させることができる。また、前記面状発熱体１４の加熱
温度をコントロールすることにより、消去手段としても
使用することができる。

［発明の効果］ 以」−説明したように、本発明によれば、８により透明
−不透明状態を示す高分子層を用いた像担持体に、第１
の加熱７段と第２の加熱手段を用いて、１；き込みを行
なうことにより、像担持体表面の保護、および像担持体
への過剰熱印加も低減させることができるという効果を
有しており、高コントラスト

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による表示装置の構成図、第２図はその
断面図、第３図は加熱手段の他の例を示す図，第４図は
高分子液晶の昇温特性図、第５図は本発明による表示装
置の他の構成図、第６図はその部分断面図、第７図は温
度と透過率（散乱強度）との関係を示す図である。 １、１００・・・像担持体 ３、１７・・・サーマルヘッド ４、２４・・・表示部 ５、１５・・・背面板 ８・・・消去用面ヒータ− ９・・・面状ヒーター（補助加熱手段）ＩＩ・・・基体 １２・・・高分子液晶層 １３・・・保護層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明状態あるいは不透明状態となる高分子層を有
   する像担持体と、前記高分子層の透明状態と不透明状態
   を制御する第１の加熱手段と第２の加熱手段とを備えた
   ことを特徴とする像形成装置。
2. （２）高分子層が高分子液晶材を含むものであることを
   特徴とする第１項に記載の像形成装置。
3. （３）第１または第２の加熱手段が補助加熱手段である
   ことを特徴とする第１項記載の像形成装置。