JPH0287A

JPH0287A - 画像形成法及び装置

Info

Publication number: JPH0287A
Application number: JP63029795A
Authority: JP
Inventors: Teruyuki Onuma; 大沼　照行; Yoshihiko Hotta; 吉彦堀田; Takashi Kubo; 久保　敬司; Izumi Tagiwa; 田極　泉
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1987-10-28
Filing date: 1988-02-09
Publication date: 1990-01-05

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】鼓１史互本発明は、温度により可逆的に光透過率の変化する感熱
層を利用した繰返し使用可能な画像形成法及びその装置
に関する。

菜来技術近年、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（投影用原図
フィルムに画像を形成したもの）の画像を拡大投影する
光学器械であるが、投影用原図としてフィルムの代わり
に透過型液晶パネルを用いたものが提案されている（特
開昭６２−１８６２２５参照）。

このように液晶パネルを採用することにより、ｉ）カラ
ー化が可能、ｉｉ）コンピュータ等からのアウトプット画像をその場
で投影可能、 ■）繰返し使用可能、等の長所が生まれる。しかしながら、透過型液晶パネル
を用いた画像形成装置の場合、偏光板を必要とするため
投影画像のコントラストが低く、投影光源として高出力
のものが要求される。

また、パネル部分の大面積化が容易でないため、いきお
い投影時の拡大率が高くなり、投影画像の解像度が低下
する。さらにまた液晶の特有な現象として視角依存性が
あり、パネル部の面積が大きくなるにつれ、画面中央部
と周辺部との画質にむらが生じやすい。

■−−コグ本発明は従来の透過型液晶パネルを用いた画像形成法の
欠点を克服した。高コントラスト。

高解像度を有する画像を得ることのできる画像形成法及
び装置を提供することを目的とする。

構　　　成本発明者等は前記目的を達成するために鋭意研究した結
果、樹脂母材と、その樹脂母材中に分散された有機低分
子物質とを主成分として成り、温度に依存して光透過率
が可逆的に変化する感熱層に選択的に電流を流し、その
際に発生するジュール熱により前記感熱層の光透過率を
選択的に変化させ、透過光量を制御することにより画像
を得る画像形成法、並びに（ｉ）樹脂母材と、その樹脂
母材中に分散された有機低分子物質とを主成分として成
り、温度に依存して光透過率が可逆的に変化する感熱層
、（ｉｉ）前記感熱層の両面に、互いに直交する如く配
置されたストライプ状電極、及び（■）基板を構成要素
として含む画像形成装置を提供することによって前記目
的が達成できることを見出した。

まず最初に本発明の詳細な説明する６本発明に用いられ
る感熱層は樹脂母材と、その樹脂母材中に分散された有
機低分子物質とを主成分とするもので、温度に依存して
第１図に示したように透明度が可逆的に変化する。

すなわち、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Ｔ０以上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０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Ｔ０以上の温度
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
Ｔ１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１８〜１２間に昇温した部分は透明になり、光を透
過することができる。また１〜１８間で昇温か止まった
部分は半透明状態となる。すなわち通電量（単位時間あ
たりの電流値もしくは通電時間）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
。

本発明の主要構成要素である感熱層は樹脂母材中に有機
低分子物質を均一に分散保持したもので、これにＩＴＯ
（酸化錫インジウム）、　ＳｎＯ□（酸化錫）、アルミ
粉等の従来公知の透明導電材料の微粉末を加えて、体積
抵抗率を調節する。

樹脂母材としては透明且つ機械的に安定で成膜性の良い
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−トルメタクリレート共重合体、シリコーン樹脂等
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定すればよいが、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−ルアアルキルアミン：アルカン；アルケン；
アルキン；ハロゲンアルカンフハロゲンアルケン；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。これらは単独で又は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１０〜６０、好ま
しくはｌＯ〜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１例えば−０Ｈ１−Ｃ００
Ｈ１−Ｃ０ＮＨ１−ＣＯＯＲ，−ＮＨ−１−ＮＨ，、−
５−−Ｓ−Ｓ−１−０−、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；Ｃ工
、　Ｈ，、−〇−Ｃ１，Ｈ，３，Ｃ□、　Ｈ３，−５−
Ｃ１，Ｈ□。

Ｃ□ａ　Ｈｓ　ｔ−５−Ｃ１ａ　Ｈｖ　７　　　　　、
　　　　Ｃ１□Ｈ２，−５−Ｃ□２Ｈ２５Ｃ，、Ｈ３，
−５−Ｃ１９Ｈ，。

Ｃ１□Ｈ２，−５−５−Ｃ１□Ｈ２５しｎ３等のエーテル又はチオエーテル等がある。

なお感熱層の樹脂母材と有機低分子物質との割合は重量
比で１：０．５〜１：１６程度が好ましい。母材の比率
がこれ以下になると、有機低分子物質を母材中に保持し
た膜を形成することが困難となり、一方、これ以上にな
ると、有機低分子物質の量が少ないため、不透明化が困
難となる。また感熱層形成用溶剤としては母材及び有機
低分子物質の種類によって種々選択できるが、例えばテ
トラヒドロフラン、メチルエチルケトン、メチルイソブ
チルケトン、クロロホルム、四塩化炭素、エタノール、
トルエン、ベンゼン等が挙げられる。

次に本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明による画像形成装置の基本的構造を示す
説明図である。ストライプ状電極２の形成されたガラス
基板１等に感熱層３を塗布形成する。塗布法はスクリー
ン印刷、フレキソ印刷、或いはスピンコーティング、浸
漬塗布等適宜選択する。感熱Ｎ３の厚さは１〜２０μｍ
、望ましくは１０μｍ前後とする。

一方、電極２′の形成された他の基板１′を、電極２′
が感熱層３側を向くように重ね、貼り合わせる。

本発明の画像形成装置は反射型または透過型のいずれに
も使用できる。透過型の場合には、基板及び電極のいず
れもが透明である必要があるが、反射型の場合には、基
板のいずれか一方及び電極のいずれか一方が画像形成の
妨げとならないように透明であれば良い。

基板１，１′はガラスの他に、例えば１０〜２５０μ＋
ｕ厚のナイロン、ポリエステル、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリアセテート等のプラスチックフィルムが使
用できる。

反射型表示体の場合には、基板がポリエチレン、ポリエ
チレンテレフタレート等の透明フィルムを用いるとする
と、チタン、マグネシウム等の白色顔料を樹脂分散した
白色着色層を反射層として接合しても良い。

電極２，２′は、透過型表示体の場合には透明である必
要があり、金属、金属化合物等、たとえばＡρ、　ＩＴ
Ｏ（＃化錫インジュウム）　、　ＳｎＯ□等の導電性材
料を蒸着、スパッタリング、塗布、転写などによって設
けられる。これらの線状ないしストライプ状電極層の厚
さは一般的に数ｎｒｎ〜１μｍ低度であり、１〜数百ピ
ツチ／ａ１１の間隔で設けられる。

反射型表示体の場合には、カーボン粉末等の分散物を塗
布して形成した不透明電極などが使用できる。

第３図（Ａ）〜（Ｃ）は着色層（カラーフィルタ）を適
当な位置に設けて多色画像を得る画像形成装置の説明図
である。

カラーフィルタ４はストライプ状或いは７１−リクス状
に複数色１通常は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３
原色の着色部を、電極のピッチに合わせて形成したもの
である。

着色層４の作成にあたっては、染料と若干の樹脂成分、
パラフィン等を溶剤に分散または溶解して印刷する方法
やホットメルト法、マたは溶剤分散塗布法、あるいはス
プレー塗布法などの方法が採られる。

第３図（Ｂ）に示したような実施態様の場合には着色層
４も導電性にしておく必要があるが、その抵抗率は感熱
Ｍ３と同等かそれ以上が望ましい。

着色層４は、その層の面方向において、第４図（Ａ）の
ようにストライプ状に、あるいは第４図（Ｂ）、（Ｃ）
のようにマトリクス状にパターン化されており、パター
ン内で、２色以上の着色が施されている。

なお５着色Ｎ４は好ましくは第５図に示すようにマトリ
ックス状にパターン化し、その各パターン内に、三原色
である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に着色し、この各
色のパターンを、互いに直交するように配置されたスト
ライプ状または線状の電極２及び２′の配置と整合させ
る。このように配置された表示体にそれぞれの画素に対
応して選択的に通電を行うことによって３原色からなる
色彩を自由に描くことができる。

第６図は着色層４を図において横方向に平行するストラ
イプによってパターン化し、各パターン内に縦方向に沿
って赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の順で着色を施した
例である。

以上のような例にあっては、任意の電極間に電位差を設
け、選択的通電による加熱制御によって感熱層３の透明
化を起こさすことにより、三色の色彩による情報表示が
行なえる。

ストライプ状電極２，２′は上、下基板で直交するよう
に配置され、走査電極及び信号電極を形成する。

制御系より画像情報に基いて選択された走査電極、信号
電極間に通電が行なわれると、その交差点に位置する画
素に電流が流れ、その際発生するジュール熱により感熱
ｍ３は昇温する。

予め不透明状態にある感熱層３が第１図Ｔ工〜Ｔ２間の
温度になると透明状態となり、光が透過するようになる
。

一方、選択されなかった画素には通電されないため、感
熱層は変化せず、不透明状態を維持している。その結果
、原画形成部材を参照先により投影すると、選択画素の
みカラーフィルタ４による着色像となり、非選択画素は
黒色倫が得られる。

また通電時間もしくは通電電流密度を制御して、Ｔｏ−
Ｔ１間の途中の温度まで昇温するようにすれば、その中
間状態が得られる。

−旦、形成された画像を消去するには、全電極に通電し
ても良が、熱間ロールを通したり、湯に浸漬したり、従
来公知のいずれかの方法で加熱して、感熱層３をＴ１以
上の温度に昇温し、その後冷却すれば全画素が白濁不透
明状態となり、画面がリフレッシュされる。

本発明に使用される感熱層は繰返し画像形成及び消去す
ることが可能であり、液晶パネルのように偏光板を使用
しないため、明暗のコントラスト比が大きく、極めて鮮
明な投影画像を得ることができる。また大面積化も比較
的容易であるので、あまり拡大倍率を上げることなく大
画面化することができ、高解像度化にも有利である。

発熱用電極構成としては、近年、液晶やプラズマを利用
した或いはその他のデイスプレィの構成が利用し得る。

例えばＴ　Ｐ　Ｔ　（Ｔｈｉｎ−Ｆｉｌｍ−Ｔｒａｎｓ
ｉｓｔｏｒ）も非常に大電力型が開発されており、ジュ
ール熱用としても使用可能となってきている。電極間に
印刷する電圧、印加時間、或いは電流の制限等々により
発熱量を制御することができ、記録層の到達温度を制御
することが出来る。

記録時の電極に流す電流は直流、交流のいずれでも可能
であり、またこの電極に流すエネルギーを低く押えるた
めに表示体全体に例えば３０〜４５℃程度の熱バイアス
を与えても良い、さらに全面を透明或いは白濁させる時
には電流を用いず、熱バイアスのレベルを１例えば６０
℃或いは７５℃とすることも効果的である。

これらの層の他に、中間の接着層、ポリビニルアルコー
ル、ポリエステル、フッ素摺脂等の表面の保護層等々、
種々の特性改良、改善を狙う層を適当に設けることがで
きる。

以下、本発明を下記の実施例によってさらに具体的に説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

実施例１ベヘン酸　　　　　　　　　　　　　　　　　　３部テ
トラヒドロフラン　　　　　　　　　　　　７５部より
成る溶液を、ストライプ状透明電極の形成されたガラス
基板面にスクリーン印刷により塗布し、１２０℃で乾燥
して１０μｍ厚の感熱層を形成した。これにカラーフィ
ルタ及びストライプ状透明電極の形成された他のガラス
基板を重ね。

圧力を加えながら接着した。電極ピッチは１００μｍ、
カラーフィルタのドツトサイズは１００μｍ×１００μ
ｍである。走査、信号電極間に１５０Ｖ５００μｓｅｃ
のパルス電圧を各画素当たりに印加して画像形成を行な
ったところ、パルス電圧入力部は感熱層が透明化したの
に対し、非入方部は不透明のままであった。これを投影
装置に装着してスクリーンに投影したところ、鮮明で高
コントラストなカラー投影画像が得られた。

また、パルス幅は５００μｓｅｃのままとし、電圧を１
５０Ｖから少しずつ下げて入力すると、感熱層の透明化
の度合が段階的に変化し、中間調表示を行なうことがで
きた。なお画面のリフレッシュを行なうには、全電極に
通電する代わりに、別に設けた発熱体に接触させて、感
熱層を加熱するようにしても良い。

４゜効　　　果透過型液晶パネルを用いた画像形成装置に比べて、偏光
板を用いないため投影画像のコントラストが高く、光源
として比較的低出力のもので良い。また、大面積化が容
易であり、拡大倍率を上げる必要がないので、高解像度
化も可能である。さらにまた視角依存性もなく、むらの
ない均一な画像を得ることができる。

陰極線管、液晶、プラズマ等々のデイスプレィ材料と比
べ非常に低コストの材料で記録層が出来、表示中に通電
しておく必要もなく、操作性の非常に高いデイスプレィ
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は感熱層の透明度と温度との関係を示すグラフで
ある。第２図は本発明の画像形成装置の基本的構造を示す説明
図である。第３図（Ａ）〜（Ｃ）は種々の形態で着色層を設けた本
発明の画像形成装置の説明である。第４図（Ａ）〜（Ｃ）、第５図及び第６図は着色層の種
々のパターンの説明図である。

Claims

【特許請求の範囲】１、樹脂母材と、その樹脂母材中に分散された有機低分
子物質とを主成分として成り、温度に依存して光透過率
が可逆的に変化する感熱層に選択的に電流を流し、その
際に発生するジュール熱により前記感熱層の光透過率を
選択的に変化させ、透過光量を制御することにより画像
を得る画像形成法。２、請求項１記載の前記感熱層に近接して複数色の画素
の形成された着色層が設けられ、前記感熱層の光透過率
を選択的に制御することによって多色画像を得る多色画
像形成法。３、前記感熱層に通電する単位時間当たりの
電流値もしくは通電時間を変えることにより前記感熱層
の光透過率を制御することを特徴とする請求項１または
２記載の画像形成法。４、（ｉ）樹脂母材と、その樹脂
母材中に分散された有機低分子物質とを主成分として成
り、温度に依存して光透過率が可逆的に変化する感熱層
、（ｉｉ）前記感熱層の両面に、互いに直交する如く配置
されたストライプ状電極、及び（ｉｉｉ）基板を構成要素として含む画像形成装置。５、請求項４記載の画像形成装置において、前記感熱層
に近接して複数色の画素の形成された着色層が設けられ
ていることを特徴とする画像形成装置。