JPH022513A - 像形成媒体およびその像形成方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 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媒体および像形成方法に関し、特
に多様化するカラー画像を出力するための像形成媒体お
よび像形成方法に関するものである。

［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　　（フラウン
管）やＴＮ（ツィステッド・ネマティック）液晶のデイ
スプレィモニターに出力表示され、またＷＰ（ワードプ
ロセッサー）やファクシミリ等による文書２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。

［発明か解決しようとする課題］ しかしなから、ＣＲＴは上記動画出力に対しては美しい
画像を出力するが、長面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績等が視認性を低下させる
欠点かある。

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、一対のガラス
基板間に液晶をサンドイッチする等の作製上の手間や、
また画面か暗い等の問題点かあった。また、ＣＲＴやＴ
Ｎ液晶ては、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かないために、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、ベ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
ることになると資源を浪費する欠点かある。

なお、カラー画像を綴り返えし表示・消去することかで
きる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
ルト状像担持体を用いた表示方法が種々提案されている
。例えば、その−例としては、特開昭５７−１７１：１
８０号公報に示されている様に、熱的な方法によりカラ
ー画像を形成する方法か提案されている。しかしながら
、その方法は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て精密に選択する必要かあり、
また表示中に保温するための手段を必要とするなどの欠
点かあるため実用化に対し問題があると考えられる。

本発明は、この様な従来技術の欠点を改善するためにな
されたものであり、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明さて表現
し、また高密度のカラー画像を繰り返えし表示・消去す
ることがてきる像形成媒体およびその像形成方法を提供
することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段コおよび［作用］即ち、本
発明の第一の発明は、カイラルな構造を有する第１の高
分子層と、光散乱状態が得られる第２の高分子層とを少
なくとも積層してなることを４￥徴とする像形成媒体で
ある。

また、本発明の第二の発明は、カイラルな構造を有する
第１の高分子層と光散乱状態か得られる第２の高分子層
とを少なくとも積層してなる像形成媒体に対して、熱的
に制御された像情報を与えることにより、前記第１の高
分子層のカイラルピッチを制御し所望の選択散乱反射ま
たは透過波長を得るとともに前記第２の高分子層に光透
過状態を与えることを特徴とする像形成方法である。

さらに、本発明の第三の発明は、カイラルな構造を有す
る第１の高分子層と光散乱状態か得られる第２の高分子
層とを少なくとも積層してなる像形成媒体に対して、熱
的に制御された像情報を与えるものてあり、その制御方
法か第１の高分子層のカイラルピッチを制御し所望の呈
色性を示す熱的信号を与える第１ステップと第２の高分
子層の透明状態を決定する熟的信号を４える第２ステッ
プとを有することを特徴とする像形成方法である。

以下、図面に従って本発明を説明する。

第１図は本発明の像形成媒体の層構成の一例を示す説明
図である。同第１図において、本発明の像形成媒体は、
基体ｌの上に、第１の高分子層２および第２の高分子層
３を順次積層してなるものである。

基体ｌはガラス、ポリエステル、シリコンゴム、その他
の材質からなる透明あるいは不透明の基材か用いられる
。

また、第１の高分子層２としては、温度を変化させるこ
とにより、少なくとも可視光を波長選択的に反射または
透過させ、またこれを固定することかでき、中間相とし
てコレステリック液晶相またはカイラルスメクチック液
晶相を示す、いわゆる側鎖型または主鎖型の高分子液晶
層が最適である。

上記のうち、コレステリック液晶高分子のカイラルピッ
チを温度により変えることによる選択反射ての呈色性ま
たは材料についての記述は、例えば、版材、浅田、安部
編「液晶高分子」３章、２項（１９８８年）シグマ出版
社、又は「マクロモレキュルス（Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃ
ｕｌｅｓ）　Ｊ　　Ｖｏｌ、２０．　Ｎｏ、２．２９８
頁（１９８７年）、ワタナベ等（Ｗａｔａｎａｂｅ　Ｃ
ｔ　ａｌ）著「サーモトロピック　ポリペブチデス（Ｔ
ｈｅｒ＠ｏＬｒ−ｏｐｉｃ　Ｐｏ１ｙｐｅｐｔｉｄｅｓ
）　３　Ｊ　、またｒ　Ｍａｋｒｏｓｏｌ＋Ｃｈｅｗ、
　　Ｍａｋｒｏｍｏｌ、　　Ｓｙｍｐ、　　Ｊ　　１２
巻　、　２０３　頁　（１９８７年）、その他の文献等
により示されている。また、カイラルスメクチック液晶
高分子においても、そのカイラルピッチにより同様の呈
色性か期待される。

本発明に用いることのてきる第２の高分子層３としては
、メタクリル酸ポリマー、シロキサンポリマー、ポリエ
ステル系ポリマー、ポリアミド系ポリマー等を主鎖とし
、低分子液晶をペンダント状または直鎖状に付加した側
鎖型または主鎖型のサーモトロピック高分子液晶が好適
である。また、第２の高分子層ては、中間相としての液
晶相において、スメクチッ先カイラルスメクチック、ネ
マチック、コレステリック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を用いることかてきる。

以下、第２の高分子層として使用しうる高分子液晶の具
体例を数種例示するが、本発明はこれ等に限定されるも
のてはない。

Ｍ！　　＝　１８．（１００ （Ｉ） ＋−Ｃ１１２−Ｃ）− （ＩＶ） 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、シクロヘキサノン、テトラヒド
ロフラン（ＴＩＩＦ）　、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か使用さ
れ、これらは使用する高分子液晶との溶解性又は成膜性
等の要因によって選択される。

次に、例えば前記（Ｉ）式により示される高分子液晶を
単独で用いた場合における本発明に係わる第２の高分子
層３としての作用特性を詳しく説明する。

前記（Ｉ）式により示される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
ステル系透明基体りにアプリケーターにより塗布した。

その後、９５℃の雰囲気中に１０分間放置したところ、
白色の散乱膜か形成された。この膜厚は塗布前における
高分子液晶の温度２０ｗＬ％の場合においてｌＯルＩ程
度のものか得られた。

この様にして得られた白色シート上を、感熱ヘッドて走
査したところ、文字２図形パターンに従って透明部分か
固定された。このシートを光学濃度か１．２の黒色バ・
ツクグラウンド上に導くと、白地に黒の鮮明な表示か得
られた。また、このシートを通常のオーバーヘットプロ
ジェクタ（ＯＨＰ）にて投影したところ鮮明な白抜き画
像がスクリーン上で得られた。

次に、上記パターンが記録されたシートの全面を約１２
０℃にまで加熱し、その後約１０５°Ｃで数秒保ったの
ち、常温に戻すと元の白色散乱状態に全面か復帰し、こ
のまま常温において安定であり、再度の記録１表示を行
なうことかてきた。

この現象は、前記高分子液晶か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維持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て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かできる。

ここて、高分子液晶層による画像形成の原理的プロセス
を、第２図を用いて説明する。

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、例えば感熱ヘットあるいはレーザー等の加
熱手段により■ａのようにＴ２（Ｔ４．。−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ことで充分である。この等方状態は
、Ｔｒ　（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、図中■ａのように１２以上に加熱した後、液晶温
度１１〜１２間に、−例として１秒ないし数秒間保持す
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Ｔ、以下において安定に保持される。

また、図中■て示すように、液晶温度１１〜１２間に一
例として１０ミリ秒〜ｌ抄程度の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
ことかてき、階調表現として使用することも可能である
。

すなわち、上記の場合では、いったん等方状態に加熱し
た後常温に至るまでに、液晶温度でどの程度の時間保持
するかで透過率または散乱強度を制御することかでき、
またこれをＴ、以下においては安定に保持することかで
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に近い方かより早く、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ても、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。

上記に示した方法により、光散乱状態と透明状態を呈す
る高分子液晶は、第２の高分子層として最適である。こ
のほか相分離ポリマー、その他の相変化タイプのポリマ
ー等の他の公知の方法により光散乱効果を示すポリマー
も第２の高分子層として使用することは可能である。

本発明においては、前記第１の高分子層の中間相温度範
囲の領域か前記第２の高分子層の中間相温度範囲より比
較的高温側にあるのが好ましい 本発明の像形成方法は、カイラルな構造を有する第１の
高分子層と光散乱状態が得られる第２の高分子層とを少
なくとも端層してなる像形成媒体に対して、熱的に制御
された像情報を与えることにより、前記第１の高分子層
のカイラルピッチを制御し所望の選択散乱反射または透
過波長を得るとともに前記第２の高分子層に光透過状態
を与えることにより行なうことかできる。

または、カイラルな構造を有する第１の高分子層と光散
乱状態か得られる第２の高分子層とを少なくとも積層し
てなる像形成媒体に対して、熱的に制御された像情報を
与えるものであり、その制御方法か第１の高分子層のカ
イラルピッチを制御し所望の墨色性を示す熱的信号を与
える第１ステップと第２の高分子層の透明状！占を決定
する熱的信号を与える第２ステップとを有する各ステッ
プをとおして行なうことができる。この場合、第２の高
分子層の透明状態を決定する熱的信号を与える第２ステ
ップは階調信号を含むものか好ましい ［実施例］ 以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に説明する。

実施例１ 第１図に示す像形成媒体を、第１の高分子層２として、
前記文献中に示される下記の（Ｖ）式で表わされるサー
モトロピック高分子液晶を、その上に第２の高分子層３
としては、たとえば前記（Ｉ）式に示す高分子液晶を積
層して作製した。

（Ｖ） ここでは、第５図に示す様に、第１の高分子層の中間相
すなわち液晶温度範囲が、第２の高分子層の中間相（液
晶）温度範囲（Ｔｇｚ＝）５°Ｃ〜Ｔｌ１１２＝１１０
°Ｃ）より比較的高温側に位置するものを用いた。

上記の（Ｖ）式に示されるコレステリック液晶は、はぼ
　１２０℃〜１５０℃の範囲で温度を選択することによ
って、そのピッチが可視域にダイナミックレンジとなる
選択散乱反射または透過を呈する。

一方、光散乱を示す前記第２の高分子層（（■）式に示
す高分子液晶）は、　ｉ　ｚ　ｏ　’ｃ以上の温度ては
透明な等吉相である。したがって、第１図に示す積層構
造の像形成媒体に対して、−旦前記１２０°Ｃ以上の適
当な温度に加熱したのち、比較的急冷状態とし、第１．
第２の高分子層のガラス転移点以下、例として６０°Ｃ
以下にまで冷却すると、前記第２の高分子層３は透明状
態か固定され、前記第１の高分子層２は加熱温度に従っ
た呈色性で固定される。

したかって、約１２０℃以りの温度範囲の温度分布像を
像形成媒体に与えることにより、これをカラー像として
変換することができる。

ここで、上記温度分布の与え方として有効な方法を以下
に示す。

１）発熱ヘットのパルスデューティ−を所望の各色に応
じて変調する。

２）発熱ヘッドに与える電圧を所望の各色に応じて変調
する。

３）発熱ヘッドに対して使用する前記第１の高分子層２
の等吉相転移温度付近以丘の温度を与えるエネルギーを
供給したのち、所望の各色に応じて発熱ヘッドの冷却速
度を前記第２の高分子層の等吉相以上の温度範囲におい
て制御する。

等である。このうち前記３）の方法は特に有効である。

実施例２ 次に、前記実施例１における像形成媒体に対する別の像
形成方法として、第１の高分子層の呈色性を決定するた
めに、前記の様な液晶温度Ｔｇ＋以上の温度を選択する
第１ステップの後に第２の高分子層の液晶温度７ｇ２以
上の温度あるいは該温度保持時間を適当に選択すること
により、第１の高分子層のカラーはほぼ固定し、かつ第
２の高分子層の透明状態を階調に応じて選択する第２の
ステップを設けることにより、カラーに濃淡を与えるこ
とが出来、この後、常温に急冷すれば原理的にフルカラ
ーの画像な午えることが可渣になる。

これを発熱ヘッドに与えるエネルギーレベルとして模式
的にパルスの形成で示したものを第６図に示す。

なお、第６図において、第１の高分子層および第２の高
分子層の中間相温度範囲には多少の重なりは出ても良い
が、同図においてＴｍ２（第２の高分子層の等吉相転移
温度）≦Ｔｇ＋　　（第１の高分子層のガラス転移温度
）とした方か像形成上制御しやすい。

上記の実施例１．実施例２の方法により形成した画像を
消去するには、上記像形成媒体を一旦少なくとも第２の
高分子層の等吉相転移温度以上に高めた後、徐冷するこ
とで表面の−様な白色散乱状態か得られる。

なお、本発明の像形成媒体に対する前記の呈色性の作用
は、第１の高分子層を下層、第２の高分子層を上層とし
、第２の高分子層側から熱的手段を駆動させる場合、ま
たは第２の高分子層を下層、第１の高分子層を上層とし
、第１の高分子層側から熱的手段を駆動させる場合のい
ずれも可ｆｌであるが、熱的手段か発熱ヘットである場
合には、上層の表面にはシリコーン樹脂、フッ素系樹脂
、ポリイミド、その他の薄層な保護層として設けてもよ
い。

また、前記第１の高分子層を下層として設ける場合には
、基体ｌの表面にポリイミド、　ＰＶＡその他の配向膜
を設け、ラビング等の平行配向処理あるいは他の方法に
よる垂直配向処理を施すことかこの層における呈色性の
色純度を高めるために有効であり、さらに第１．第２の
高分子層間に上記配向膜と同様の配向層を第１の高分子
層にシュアリング塗工その他の方法などにより設けるこ
とで第１の高分子層の配向性をさらに高めることがてき
る。

以」二説明した様な本発明の像形成媒体およびその像形
成方法を用いれば、第３図（ａ）、（ｂ）および第４図
に示す様な表示装置により、直視型またはプロジェクシ
ョンタイプのデイスプレィを得ることか出来る。

第３図（ａ）、（ｂ）の表示装置においては、白色の下
地に対してカラー画像を直視することが出来、また第４
図の表示袋はにより白色のスクリーン上に投影すれば、
暗色バックグラウンドにカラー輝度の得られるプロジェ
クションカラーとなる。これは第２の高分子層を光学散
乱層として設けた効果によるものである。

［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明によれば、たとえば、発熱ヘ
ットの１ドツトに対して、所望の色を選択して得ること
か出来、高密度のカラー画像を繰り返えし表示・消去す
ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の像形成媒体の層構成の一例を示す説明
図、第２図は第２の高分子層に用いられる高分子液晶の
温度と透過率、散乱強度との関係を示すクラフ、第３図
（ａ）、（ｂ）および第４図は本発明の像形成媒体を使
用した表示装置を示す説明図、第５図は第１．第２の高
分子層の中間相液晶温度範囲の関係を示す説明図および
第６図は実施例２の像形成方法における第１．第２ステ
ップの発熱ヘットに与えるエネルギーをパルスの形式で
示した模式図である。 ｌ・・・基体　　　　　　　２・・・第１の高分子層３
・・・第２の高分子層 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）カイラルな構造を有する第１の高分子層と、光散
   乱状態が得られる第２の高分子層とを少なくとも積層し
   てなることを特徴とする像形成媒体。 （２）前記第１の高分子層が、その中間相としてコレス
   テリック液晶相またはカイラルスメクチック液晶相を示
   す請求項１記載の像形成媒体。 （３）前記第１の高分子層の中間相温度範囲の領域が前
   記第２の高分子層の中間相温度範囲より比較的高温側に
   ある請求項１記載の像形成媒体。 （４）カイラルな構造を有する第１の高分子層と光散乱
   状態が得られる第２の高分子層とを少なくとも積層して
   なる像形成媒体に対して、熱的に制御された像情報を与
   えることにより、前記第１の高分子層のカイラルピッチ
   を制御し所望の選択散乱反射または透過波長を得るとと
   もに前記第２の高分子層に光透過状態を与えることを特
   徴とする像形成方法。（５）カイラルな構造を有する第
   １の高分子層と光散乱状態が得られる第２の高分子層と
   を少なくとも積層してなる像形成媒体に対して、熱的に
   制御された像情報を与えるものであり、その制御方法が
   第１の高分子層のカイラルピッチを制御し所望の呈色性
   を示す熱的信号を与える第１ステップと第２の高分子層
   の透明状態を決定する熱的信号を与える第２ステップと
   を有することを特徴とする像形成方法。 （６）前記第２の高分子層の透明状態を決定する熱的信
   号を与える第２ステップは階調信号を含む請求項５記載
   の像形成方法。