JPH02129617A - 画像形成方法 - 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
メモリ媒体、コンピュータ等から出力される画像信号或
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
出力表示する画像表示方法に関し、特に多様化するカラ
ー画像にも適用する階調画像を出力するための画像形成
方法に係わる。

［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
タとの対話作業における出力はＣＲＴ（ブラウン管）や
ＴＮ（ツィステッドネマティック）液晶のデイスプレィ
モニタに、また、ＷＰ（ワードプロセサ）やファクシミ
リ等による文月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。

ここで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、フラットさ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、また画面が
暗い等の問題点があった。また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。

［発明が解決しようとする課題］ そこで本発明は従来ハードコピーとしてのみ得られてい
た高精細画像をハードコピーと同等の鮮ＩＪＩさで表現
し、またカラー画像や高階調画像を繰り返し表示、消去
できるデイスプレィ装置を構成するための画像形成方法
を提供する。

なお、この様なデイスプレィ装置を実現するために従来
より静電記録、電子写真記録、感熱記録等の方法を利用
したベルト状像相持体を用いた表示方式が種々提案され
ている。このうち、たとえば特開昭５７−１７１３８０
号公報に示される様に、熱的な方式において、カラー画
像を形成するものも提案されているがカラー塗料をチド
リ状に配置し、このカラー塗料部分を感熱ヘッドで精密
に選択したり、又は、表示中に保温するための手段が必
要であるなどの難点があるため、実用化に対し闇題があ
ると考えられる。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記問題点を解決した画像形成方法を提供す
るものであり、すなわち、熱的に透明状態および不透明
状態を制御しうる高分子液晶性材料を有する像担持体に
画像を形成する方法であって、該高分子液晶性材料の等
方相に昇温する第１の熱的信号とその後に続いて前記透
明状態の透明度を所望の階調として制御する第２の熱的
信号とを与えることを特徴とした画像形成方法である。

本発明に用いることのできる高分子液晶性材料としては
、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Ｊ＠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１４人した５ＩＩＣ
・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。

Ｍｌｌ　　＝　１８，０００ １ａｓｓ ７５℃ １１０℃ 液晶相　　　Ｉｓｏ。

（Ｎ） ４ＣＦｈ　−ＣＨ）ｎ ４７℃　　　　　　　　　　７７°Ｃ Ｇｌａｓｓ　　　　液晶相　　　１ｓｏ。

（Ｎ） ？Ｈ３ ４ＣＨ２−Ｇ）ｎ ５０℃　　　　　　　　　１００℃ Ｇｌａｓｓ　　　　液晶相　　　１ｓｏ。

（８層） Ｂｒ　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ｒＶ　）
１４０℃　　　　　　　　１９６℃ Ｇｌａｓｓ　　　　　液晶相　　　１ｓｏ。

（Ｓｇａ） 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、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事
は言うまでもない。

〔作　用］ 以下、高分子液晶の具体的な一例として、前記ＣＩ）式
により示される液晶を用いて、本発明の基本構成を詳し
く説明する。

前記高分子液晶をジクロロエタンにより溶解し、これを
アルコール洗沙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℃雰囲気中に
ｌＯ分間放６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性材料の重着％が
２０％の場合において１０糾１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９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１０５℃で数秒保ったところ
１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９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吉凶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、第１図を用いて透明基体上に高分子液晶性材料を
有する像担持体を設け１本発明画像表示方法を行なう場
合についての原理的プロセスを説明する。

ｆｔ５１図において、前述した散乱状ｊＥ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＋ｓｏ　＝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、Ｔ１（Ｔ９＝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
しても安定な状態である。

一方■ａのように７２以上に加熱した後、液晶温度７１
〜１２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７１〜７２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。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〒く、また、液晶温度
に比較１’ｌ’Ｊ　ｆｆ１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。

本発明の像形成方法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℃〜１１
０℃）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、このような膜形
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０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、高分子液晶性材料の重量％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、高分子液晶性材料の溶媒としては複数の溶媒の混
合溶媒、または高分子液晶性材料以外の混合物１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１Ｆである。

［実施例］ 以下、実施例と共に本２　ｊｊｌ′−Ｅ　二；らに詳細
に説明する。

光学散乱層である像担持体ベルトｌＯは、ポリエチレノ
テレフタレート透明基体上に１下記構造式で表わした高
分子液晶 ７５℃　　　　　　　　１１０℃ Ｇｌａｓｓ　　　　液晶相　　　１ｓａ。

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９０℃、１５分間放置
し白色散乱層としたものをシート状に形成した。

このシートを１ミリ当り８ドツトの密度のサーマルヘッ
ドを有するサーマルプリンタに通す。

この際上記サーマルプリンタには別の画像プロセサによ
り、上記サーマルヘッドに対し、２ドツト間を開けて３
ドツトに１ドツトが連続的にＯＮする様なストライプパ
ターンを印字する様なテストパターンを入力した。

上記の様にすると、前記シートには、白色散乱中に固定
された透明部分によるストライブパターンが形成される
。

次に上記形成されたストライブパターンを、１２５μ層
ピッチでＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）Ｂ（ブルー）を
順次形成したストライプカラーフィルタ上に導き、バッ
クライト、又はフロントライト光源により照射すると、
Ｒ，Ｇ、Ｂいずれかのカラー、又はその混色によるカラ
ーがその位置合わせの状況に従って鮮明に視認される。

そのカラー視認の各態様を以下に第２−１〜２−９図を
用いて説明する。

バックライトに対して斜方向に指向性のある光として投
射する光学系を用いて、前記位置を合わせたカラーフィ
ルタと前記シートを照射する（第２−１図）。

この様にすると、シートの透明部２１を略直線通過した
カラー（Ｒ２５）は、視野に入らずシートの散乱部に当
たったカラー（６２６とＢ２７）が散乱され、これらの
散乱光２８が、混色されたカラー（シアン色）として鮮
明に視認される。

これは第２−２図に示す様にシートとカラーフィルタと
を逆配置した場合も同様である。

シートに透明部が形成されず、全面散乱部である場合は
白色である。

なお、バックライト光学系を上記斜方向に指向性のある
光としてではなく、略重直入射する光学系にした場合は
、視点を正面からはずした位置に置くことにより上記と
同様のカラーが視認される。

バックライトを指向性のある光として投射する光学系を
用いて前記位置合わせしたカラーフィルタと前記シート
を照射する。又、この視点側に散乱体２９（紙、くもり
ガラス等）を設ける。

この様にするとシートの透明部を略直線通過したカラー
（Ｒ）は前記散乱体により散乱され視認され、これに対
しシートの散乱部で散乱された光は上記散乱体に強く入
射せず該部分の散乱体は暗く見える（第２−３図）。

これは第２−４図に示す配置においても同様である。

第２−３図と同様の光学系を用い、前記カラーフィルタ
と前記像担持シートを照射しこれを別に設けたスクリー
ンに拡大投影するものである（第２−５図）。

スクリーン上には上記シートの透明部に対応するフィル
タ（Ｒ）のカラーが鮮明に投影される。

第２−６図に示す配置においても同様である。

バンクライトを図中設けた散乱板により散乱光として、
前記位置合わせしたカラーフィルタと前記像担持シート
に照射する（第２−７図）。

この様にすると、シートの透明部に対応するフィルタを
通過したカラー（Ｒ）は視認されるがシートの散乱部に
対応するフィルタを通過したカラーは上記シートの散乱
部において再び散乱され暗く見える。

第２−８図に示す配置においても同様の視認性が得られ
る。

フロントライトを指向性のある光として斜方向から前記
位置合わせしたカラーフィルタと像担持シート及び前記
高分子層背面、又はシート背面に設けた反射層（又は反
射板）に照射する（第２−９図）。

この様にすると第２−１図で説明したのと同様のカラー
視認性が反射タイプによって得られる。

上記説明した様に透明部と散乱部の差異を用いれば様々
な表示形態がとれる。

従って、像担持シートに所望のカラーと対応する様に様
々のカラー画像を、シート上にカラーを位置変換された
上記透明部、散乱部の差異としてサーマルヘッド又はレ
ーザー熱等を利用して記録すれば、これとカラーフィル
タと組み合わせることで、原理的にフルカラーの鮮明な
画像を形成することが出来る。

上記において、フルカラーの画像を形成するために本発
明は、さらに良好な透明度の階調性を得る有効な画像形
成方法を示す。

第３−１〜３−３図において本発明画像形成方法を示す
熱的パルス駆動法の一例を示す。

本高分子液晶性材料を用いた像形成媒体の光透過率の変
化は特に等方相転移温度直下において最も大きく、また
この変化が高速であり、上記変化の温度領域は、極端に
言えばたかだか数℃である。この傾向は前記した材料以
外でもしかりであった。

第３−２図は上記に鑑み、サーマルヘッドに与える信号
パルス強度を決めたものであり、第３−２図に示す様に
上記パルスにより媒体に与えられる温度は概略化される
。すなわち、媒体に対して、第１の信号区間により、ま
ず等方相へ昇温する温度を与え、次に統〈第２の信号区
間により、上記透過率変化の大きい温度領域に保持する
時間を制御するものである。

この第２の信号区間での上記保持時間の制御は１例とし
ては、図示する様な信号パルス強度を制御するものであ
っても良いし、又はパルス巾を制御する、あるいは上記
パルス強度、パルス巾を同時に制御するものであっても
よい。

この結果、第３−３図に示す様に像形成媒体の透過率は
、階調として制御された値にメモリーされることが出来
る。

１例としてサーマルヘッドに対し、第１の信号区間とし
て、２０Ｖ　、　１０ｍ５ｅｃ、又、第２の信号区間と
して１８Ｖ　、　＋５Ｖ　、　１３Ｖ　、　５ｍ５ｅｃ
又は最低レベル（〜Ｏｖ）の電圧信壮を午えた場合、そ
れぞれに対応した階調性が得られた。

本発明により階調制御された像形成媒体を前述のカラー
のそれぞれのモードに適用したところ少なくともＶ数色
のカラー表示を得ることが出来た。

［発明の効果］ 以上の様に、本発明によれば高精細画像を繰り返しデイ
スプレィすることができ、ひじょうに有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理的ブロセヌを示す図、第２−１〜
２−３図は本発明の詳細な説明図１第３−１〜３−３図
は本発明を示す熱的パルス駆動法の−例を示す図である
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、熱的に透明状態および不透明状態を制御しうる高分
   子液晶性材料を有する像担持体に画像を形成する方法で
   あって、該高分子液晶性材料の等方相に昇温する第１の
   熱的信号とその後に続いて前記透明状態の透明度を所望
   の階調として制御する第２の熱的信号とを与えることを
   特徴とした画像形成方法。