JPH0318824A - 電荷像記録媒体 - 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） 本発明は電荷像記録媒体に関する。

（従来の技術） 被写体を撮像して得た映像信号は、編集、トリミング、
その他の画像信号処理が容易であるとともに、記録再生
ならびに記録再生消去も容易であるという特徴を有して
いるために、放送の分野以外に多くの分野、例えば、印
刷、電子出版、計測などの多くの分野での利用も試みら
れるようになり、例えば動画のような複数の時間に対応
した光学像情報の撮像記録や、−枚の画像の撮像記録を
従来装置に比べて解像度が一層高い状態で行うことを可
能にする装置の出現が強く要望されるようになった。

しかし、撮像素子として各種の撮像管や各種の固体撮像
素子を使用している従来の一般的な撮像装置において、
撮像素子として撮像管を使用した撮像装置では、撮像、
管における電子ビーム径の微小化に限界があって電子ビ
ーム径の微小化による高解像度化が望めないこと、及び
、撮像管のターゲット容量はターゲット面積と対応して
増大するものであるために、ターゲット面積の増大によ
る高解像度化も実現できないこと、また、例えば動画の
撮像装置の場合には高解像度化に伴って映像信号の周波
数帯域が数十ＭＨｚ〜数百ＭＨｚ以上にもなるためにＳ
／Ｎの点で問題になる、等の理由によって、高画質・高
解像度の再生画像を再生させうるような映像信号を発生
させることは困難であったので、高画質・高解像度の再
生画像を再生させうるーような映像信号を良好に発生さ
せることができる撮像装置の出現が強く要望された。

また、各種の情報信号を高い記録密度で記録することに
ついての要望が高まるのにつれて、近年になって色々な
構成原理や動作原理に基づいて作られた記録媒体を用い
て情報信号の高密度記録再生が行われるようになり、従
来からピット形成型。

泡あるいは凹凸形成型、光磁気型、相変化型（熱エネル
ギにより光の透過率９反射率、吸収率等に変化が生じる
熱変態型）等のように大別できる各種形式のものが提案
されている他、記録、再生動作が先爪外のエネルギを用
いて行われるようにする記録媒体についての提案や、そ
れらの記録媒体を用いた記録再生装置についての各種提
案もなされている。

そして、本出願人会社では先に、例えば被写体の光学像
に対応した光学像情報を撮像レンズにより可逆性を有す
る電荷像記録媒体に結像させて電荷像記録媒体に記録再
生の対象にされている情報を電荷像として記録し再生で
きるようにしたり、あるいは例えば記録の対象にされて
いる情報を電荷像記録媒体に高い解像度を有する電荷像
として記録し再生できるようにした各種の装置について
の提案を行っている。

第３図は電荷像記録媒体を用いて記録再生の対象にされ
ている情報を電荷像として記録する記録系の構成例を示
すブロック図であって、この第３図において１は被写体
、２は撮像レンズ、３は電源、ＷＨは電極Ｅｔと光導電
層部材ＰＣＬとの積層構成からなる書込みヘッド、ＲＭ
は電荷の記録に用いられる誘電体層ＩＬと電極Ｅとの積
層構成からなる電荷像記録媒体である。

前記した電極Ｅｔ、Ｅはそれを例えば金属の薄膜、ネサ
膜などを用いて構成することができ、また光導電層部材
ＰＣＬとしては適当な光導電材料による薄膜によって構
成することができる。また誘電体層Ｉ　Ｌは高い絶縁抵
抗値を有する誘電体材料を使用して構成されるものであ
り、それは例えば適当な高分子材料膜を用いて構成され
たものが使用される。

第３図に示されている記録系において、前記した書込み
ヘッドＷＨにおける透明電極Ｅｔには電源３の負極が接
続されており、また、電荷像記録媒体ＲＭの電極Ｅには
電源３の負極が接続されている。被写体１の光学像が撮
像レンズ２により書込みヘッドＷＨの光導電層部材ＰＣ
Ｌに結像されると、光導電層部材ＰＣＬの電気抵抗値は
、それに結像された被写体１の光学像に従って変化する
。

既述のように、前記した書込みヘッドＷＨにおける透明
電極Ｅｔと電荷像記録媒体ＲＭにおける電極Ｅとの間に
は電源３が接続されているから、前記のように光導電層
部材ＰＣＬの電気抵抗値が、それに結像された被写体１
の光学像に従って変化することにより、書込みヘッドＷ
Ｈの光導電層部材ＰＣＬと電荷像記録媒体ＲＭにおける
誘電体層ＩＬとの間の電圧が、前記した被写体１の光学
像に従って変化する。

そして、書込みヘッドＷＨの光導電層部材ＰＣＬと電荷
像記録媒体ＲＭにおける誘電体層ＩＩ、との間に生じる
放電によって電荷像記録媒体ＲＭにおける誘電体層ＩＬ
に形成される電荷像は前記した被写体１の光学像に対応
しているものになる。

第３図を参照して説明した記録系を用いるなどして記録
の対象にされている情報と対応する電荷像が記録された
電荷像記録媒体ＲＭからの電荷像情報の読出しは１例え
ば、静電的な情報読出し手段あるいは光学的な情報読出
し手段を適用して行うことができる。

そして、前記した電荷像記録媒体ＲＭからの電荷像情報
の読出しが、例えば光学的な情報読出し手段を適用して
行われる場合には、印加される電界強度により光の状態
が変化する光変調材を用いて構成された電荷像情報の読
取り素子（読取りヘッド）ＲＨを用いて第４図に例示さ
れているようにして行われる。

電荷像記録媒体ＲＭからの電荷像情報の読出しが光学的
な情報読出し手段の適用によって行われる光学的な情報
読し装［ＲＡの構成例を示す第４図において、ＢＰは電
荷像記録媒体ＲＭの基板。

Ｅは電荷像記録媒体の電極、ＩＬは電荷像記録媒体ＲＭ
の誘電体層であり、前記の電荷像記録媒体ＲＭの誘電体
層ＩＬの面と対向する位置には光学的な電荷像情報の読
取り素子（読取りヘッド）ＲＨにおける誘電体ミラーＤ
ＭＬが位置されている。

第４図中に示されている読取りヘッドＲＨには、例えば
印加された電圧によって光の状態を変化させうるような
特性を有する光変調材層部材ＰＭＬ（例えば、電気光学
効果を有するニオブ酸すチュウム、あるいはツィステッ
ドネマチック液晶の層のような光変調用の材料層）の一
方の面に誘電体ミラーＤＭＬを備えているとともに他方
の面に透明電極Ｅｔｒを備えている読取り素子が設けら
れている。

第４図において前記した読取りヘッドＲＨの誘電体ミラ
ーＤＭＬの面に電荷像記録媒体ＲＭにおける誘電体層Ｉ
Ｌの面を近接させて、誘電体層ＩＬ上の電荷像の電界が
読取りヘッドＲＨの光変調材層部材Ｐ　Ｍ　Ｌに与えら
れるようにし、また、読取りヘッドＲＨの透明電極Ｅｔ
ｒから光変調材層部材ＰＭＬの他方の面から光を入射さ
せると、その光が光変調材層部材ＰＭＬを通過して誘電
体ミラーＤＭＬで反射して、反射光が再び光変調材層部
材ＰＭＬを通過して入射した側の透明ｔｌｉｉＥｔｒか
ら出射する。

前記のように透明電極Ｅｔｒから出射した光の状態（前
記の例の場合には偏光面の角度）と入射した光の状態（
前記の例の場合には偏光面の角度）とは、前記した電荷
像における電荷量と対応して変化しているものになって
いる。

それで、例えばレーザ光源４（またはハロゲンランプを
用いた光ｇ４）から放射された光束を偏光子５に通過さ
せて直線偏光の光束としく前記の光源４が直線偏光のレ
ーザ光源の場合には偏光子５は使用しなくてもよい）で
から光偏向器６に入射させる。

そして、前記の光偏向器６では、それに入射された光束
をテレビジョン機器におけるデイスプレィで描かせるラ
スタのように直交する２方向に偏向している状態のもの
として出射させる。

前記のような状態のものとして光偏向器６から出射され
た光束は、入射光を平行光にして出射させるコリメータ
レンズ７により平行光となされて。

その平行光束がビームスプリッタ８に入射される。

ビームスプリッタ８に入射した光束はレンズ９で集光さ
れて前記した読取りヘッドＲＨに入射される。そして、
前記した読取りヘッドＲＨにおける誘電体ミラーＤＭＬ
側には、記録情報を電荷像の形で記憶している電荷像記
録媒体ＲＭにおける誘電体層ＩＬの面が対面しているか
ら、読取り素子における光変調材層部材ＰＭＬには前記
した誘電体ミラーＤＭＬを介して電荷像記録媒体ＲＭに
おける誘電体層ＩＬの面に記録されている電荷像による
電界が与えられる。

それで、読取りヘッドＲＨにおける透明電極Ｅｔｒ側か
ら光が入射すると、その入射光は光変調材層部材ＰＭＬ
を通過して誘電体ミラーＤＭＬにより反射して再び光変
調材層部材ＰＭＬを通過し、その光が透明電極Ｅｔｒの
面から出射するが、前記した読取りヘッドからの出射光
の光の状態（前記の例の場合には偏光面の角度）は入射
光の光の状態（前記の例の場合には偏光面の角度）とは
、前記した電荷像記録媒体ＲＭにおける電荷像の電荷量
と対応して変化しているものになっている。

前記のように読取りヘッドＲＨからの出射光は、読取り
ヘッドへの入射光が記録情報を電荷像の形で記憶してい
る電荷像記録媒体ＲＭにおける電荷像の電荷量に応じて
偏光面の回転量が変化している状態のもので、かつ、既
述したコリメータレンズ７によって平行光の状態になっ
ている。

それで、読取りヘッドＲＨからの前記した出射光をレン
ズ９とビームスプリッタ８とを通過させてから集光レン
ズ１０に入射させると、前記の集光レンズ１０で集光さ
れた光束は常に同一の位置に集光する。

前記した集光レンズｌＯによって集光された光を、光学
的バイアスを設定するための波長板１１と、偏光面の回
転量を明るさの変化に変換するための検光子１２とを介
して、前記した集光レンズ１０の集光点の位置に光電変
換器１３を配置しておくと、前記の光電変換器１３から
は電荷像記録媒体ＲＭにおける二次元的な電荷像の各部
分の電荷量に応じて振幅が変化している映像信号が得ら
れる。

前記のように光電変換器１３から出力される映像信号は
、電荷像記録媒体ＲＭにおける高い精細度を有する二次
元的な電荷像における電荷量分布と対応しているものに
なっている。

（発明が解決しようとするｒｉ題） 第３図及び第４図を参照して説明されたようにして行わ
れる電荷像記録媒体を用いた電荷像の記録再生動作に当
っては、書込みヘッドＷｌ］や読取りヘッドＲＨが必要
とされるが、電荷像記録媒体ＲＭにおいて電荷像を保持
する機能を有する部分（第３図及び第４図中に示されて
いる電荷像記録媒体ＲＭにおいては誘電体層ＩＬ）に光
変調材を用いると、読出し動作時に読取りヘッドを不用
とすることができるために、電荷像記録媒体ＲＭとして
、電極と光変調材を用いて構成した層（光変調材層部材
）とを積層させた構成のものが使用されることがある。

ところが、記録媒体の形状はテープ状、ディスク状、シ
ート状、カード状というように種々雑多なものになされ
るから、従来５各種の形態の電荷像記録媒体に光変調材
層部材を構成させることは容易ではなく、殊に、大面積
の電荷像記録媒体、あるいはテープ状の形層の電荷像記
録媒体などに光変調材層部材を構成させることは困難で
あった。

前記の困難さは光変調材層部材を構成させるのに使用さ
れる光変調材が、例えば液晶であっても、あるいはニオ
ブ酸すチュウムのようなものであっても同様である。

（課題を解決するための手段） 本発明は少なくとも電極と光変調材層部材とを積層させ
てなる電荷像記録媒体における前記した光変調材層部材
として、高分子材料に液晶を分散させた高分子一液晶複
合膜を用いたことに特徴とする電荷像記録媒体を提供す
る。

（作用） 電極に積層されている光変調材層部材ＰＭＬ　Ｑとして
用いられている高分子一液晶複合膜には、記録の対象に
されている電荷像が保持され、その高分子一液晶複合膜
に電荷像と対応した強度分布の電界が加わっているから
、光変調材層部材ＰＭＬＱを構成している高分子一液晶
複合膜中のネマティック液晶はそれの分子の光学軸が透
明電極と垂直になり光の透過状態を変化させる。

光変調材層部材として用いられている高分子一液晶複合
膜に読出し光を投射すると、投射された読出し光が光変
調材層部材ＰＭＬＱの高分子一液晶複合膜を通過すると
、読出し光は電荷像に従って光量が変化している状態の
光として光学像情報が読出される。

（実施例） 以下、添付図面を参照して本発明の電荷像記録媒体の具
体的な内容を詳細に説明する。第１図及び第２図は本発
明の電荷像記録媒体のそれぞれ異なる実施例の側面図で
ある。

第１図及び第２図に示されている本発明の電荷像記録媒
体において　Ｂｐは基板、Ｅは透明電極（例えばＩＴＯ
膜）、ＰＭＬＱは印加された電界の強度分布に応じて光
の状態を変化させる光変調材層部材として用いられてい
る高分子一液晶複合膜であり、また、第２図においてＩ
Ｌは誘電体層である。

前記した基板ＢＰとしては、適当な高分子材料が用いら
れるが、電荷像記録媒体が透過型のものとして構成され
る場合には、基板ＢＰは読出し光に対して透明な材料が
用いられる。また、電荷像記録媒体が反射型のものとし
て構成される場合、すなわち、光変調材層部材として用
いられている高分子一液晶複合膜中を読出し光が一往復
できるように誘電体ミラーを備えて電荷像記録媒体が構
成される場合には、基板ＢＰとしては読出し光に対して
不透明なものが使用されてもよい。

また、前記した光変調材層部材ＰＭＬΩとして使用され
ている高分子一液晶複合膜は、例えば。

メタクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート
樹脂、塩化ビニール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレ
ン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、シリ
コン樹脂のような体積抵抗率が１０１４Ω】以上の高分
子材料中に、室温において液晶相を示し、かつ、高い体
積抵抗率を有するネマティック液晶を分散させることに
よって構成されている。

また、前記した第２図中に示されている誘電体層ＩＬと
しても、例えば、メタクリル樹脂、ポリエステル樹脂、
ポリカーボネート樹脂、塩化ビニール樹脂、ポリアミド
樹脂、ポリエチレン樹脂。

ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、シリコン樹脂
のような体積抵抗率が１０１４００以上の高分子材料に
よる薄膜が使用されてもよい。

次に、高分子一液晶複合膜が光変調材層部材ＰＭＬＱと
して用いられる本発明の電荷像記録媒体・の製作例につ
いて述べると次のとおりである。

（１）英国ＢＤＨ社製の室温ネマティック液晶Ｅ−４４
を３グラム計量し、前記した３グラムの室温ネマティッ
ク液晶Ｅ−４４を２０グラムのＰＭＭＡのクロロホルム
１０％溶液に添加して攪拌した後に静置する。

透明電極ＥとしてＩＴＯの膜を形成させた基板ＢＰを充
分に洗浄し、前記した基板ＢＰにおけるＩＴＯＩｌｌに
よる透明電極Ｅ上に、前記のように静置しておいた液晶
を含むＰＭＭＡのクロロホルム溶液をバーコータにより
塗布して高分子一液晶複合膜による光変調材層部材ＰＭ
ＬＱを構成させる。

前記した高分子材料としては前記したＰＭＭＡの他に、
溶剤に溶けてフィルム状に塗布することができ、かつ、
高い体積抵抗率を有する高分子材料であれば何でもよい
が、特に透明度の良好なポリカーボネート、ＰＥＩなと
は良好に使用できるのである（この点は後、述されてい
る（２）　、　（３）の他の実施例についても同様であ
る）。

このようにして第１図に示されている構成態様の電荷像
記録媒体が作られる。また、第２図示の電荷像記録媒体
は、前記した第１図示の電荷像記録媒体における高分子
一液晶複合膜による光変調材層部材ＰＭＬｆｌの上面に
例えばＰＭＭＡの薄膜によって誘電体層ＩＬを形成させ
ることによって得られる。

（２）チッソ株式会社製の室温ネマティック液晶ＬＩＸ
ＯＮ５０１７（またはＬＩＸＯＮ５０２８）を３グラム
計量し、前記した３グラムの室温ネマティック液晶ＬＩ
ＸＯＮ５０１７（またはＬＩＸＯＮ５０２８　）を１０
重量％の２０グラムのＰＭＭＡのクロロホルム溶液に添
加して攪拌した後に静置する。

透明電極ＥとしてＩＴＯの膜を形成させた基板ＢＰを充
分に洗浄し、前記した基板ＢＰにおけるＩＴＯＩＩＩに
よる透明電極Ｅ上に、前記のように静・置しておいた液
晶を含むＰＭＭＡのクロロホルム溶液をバーコータによ
って８ミクロンの厚さに塗布して高分子一液晶複合膜に
よる光変調材層部材ＰＭＬ　Ｑを構成させる。

このようにして第１図に示されている構成態様の電荷像
記録媒体が作られる。また、第２図示の電荷像記録媒体
は、前記した第１図示の電荷像記録媒体における高分子
一液晶複合膜による光変調材層部材ＰＭＬＱの上面に例
えばＰＭＭＡの薄膜によって誘電体層ＩＬを形成させる
ことによって得られる。

（３）メルク・ジャパン社製の室温ネマティック液晶Ｚ
ＬＩ４２７７を３グラム計量し、前記した３グラムの室
温ネマティック液晶ＺＬＩ４２７７をを１０重量％の２
０グラムのＰＭＭＡのクロロホルム溶液に添加して攪拌
した後に静置する。

透明電極ＥとしてＩＴＯの膜を形成させた基板ＢＰを充
分に洗浄し、前記した基板ＢＰにおけるＩＴＯ膜による
透明電極Ｅ上に、前記のように静置しておいた液晶を含
むＰＭＭＡのクロロホルム溶液をバーコータによって８
ミクロンの厚さに塗布して高分子一液晶複合膜による光
変調材層部材ＰＭＬ　Ｑを構成させる。

このようにして第１図に示されている構成態様の電荷像
記録媒体が作ら−れる。また、第２図示の電荷像記録媒
体は、前記した第１図示の電荷像記録媒体における高分
子一液晶複合膜による光変調材層部材ＰＭＬΩの上面に
例えばＰＭＭＡの薄膜によって誘電体層ＩＬを形成させ
ることによって得られる。

前記した高分子材料に液晶を分散させた高分子一液晶複
合膜は、大面積に成膜することも容易であるために、本
発明の電荷像記録媒体は従来の電荷像記録媒体に比べて
製作が容易である。また、前記した（１）〜（３）の実
施例の内で実施例の（２）、（３）で使用しているネマ
ティック液晶は、それの比抵抗がｌ　Ｘ　ｌ　０１３Ω
ｃｍというように高い値を示すものであるために、その
液晶を分散させる高分子材料として体積抵抗率が１０１
４Ωｃｍ以上のものを用いて作られた高分子一液晶複合
膜による光変調材層部材ＰＭＬＱを備えた電荷像記録媒
体では高い解像度の画像情報の書込み読出し動作を行う
ことができる。

すなわち、高分子一液晶複合膜を用いた光変調材層部材
において、多くのイオンを含んでいるために体積抵抗率
の低い液晶が用いられた場合には、光変調材層部材に印
加された電界によって液晶に含まれているイオンが移動
して、光変調材層部材に電界を与えている電荷像による
電界の強度を低下させるために、液晶分子の光学軸の傾
きが減少し、前記した液晶分子の光学軸の傾きの減少に
よって電荷像による電界が乱れて電荷像の解像度の劣化
が生じるのであるが、前記した実施例の（２）。

（３）で使用しているネマティック液晶のように、それ
の比抵抗がＩ　Ｘ　１０１３Ω国というように高い値を
示すものであり、また、その液晶を分散させる高分子材
料として体積抵抗率が１０１４Ω】以上のものを用いて
作られた高分子一液晶複合膜による光変調材層部材ＰＭ
Ｌｎを備えた電荷像記録媒体では、液晶には多くのイオ
ンが含まれていないためにイオンによる前述のような不
都合な動作が行われず、したがって本発明の電荷像記録
媒体では、高い解像度の画像情報の書込み読出し動作が
行われるのである。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したところから明らかなように、本発
明の電荷像記録媒体は少なくとも電極と光変調材層部材
とを積層させてなる電荷像記録媒体における前記した光
変調材層部材として、高分子材料に液晶を分散させた高
分子一液晶複合膜を用いたことを特徴とする電荷像記録
媒体であるから、電荷像を保持する機能を有する部分に
光変調材を用いて読出し動作時に読取りヘッドを不用と
し、また、記録媒体の形状がテープ状、ディスク状、シ
ート状、カード状のどれであっても、かつ。

大面積の電荷像記録媒体であっても光変調材層部材を容
易に構成させることができ、さらに液晶を分散させる高
分子材料として体積抵抗率が１０１４Ωｃｍ以上のもの
を用いたり、高分子材料中に分散させる液晶として、ネ
マティック型で室温で液晶相を示し、かつ、体積抵抗率
が１０１３Ωｃｍ以上のものを用いることにより、記録
性能と分解能とを向上させた電荷像記録媒体を容易に提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図 は本発明の電荷像記録媒体のそれぞれ異なる実施例の側
面図、第３図は電荷像記録媒体を用いて記録再生の対象
にされている情報を電荷像として記録する記録系の構成
例を示すブロック図、第４図は再生系のブロック図であ
る。 ＷＨ・・・書込みヘッド、ＲＭ・・・電荷像記録媒体、
ＢＰ・・・基板、Ｅ・・・透明電極（例えばＩＴＯ膜）
、ＰＭＬＱ・・・印加された電界の強度分布に応じて光
の状態を変化させる光変調材層部材として用いられてい
る高分子一液晶複合膜、ＩＬ・・・誘電体層、１・・・
被写体、２・・・撮像レンズ、３・・・電源、４・・・
レーザ光源（またはハロゲンランプを用いた光源）、５
・・・偏光子、６・・・光偏向器、７・・コリメータレ
ンズ、８・・・ビームスプリッタ、９・・・レンズ、１
０・・・集光レンズ、１１・・・波長板、１２・・・検
光子、１３・・・光電変換器、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも電極と光変調材層部材とを積層させてな
   る電荷像記録媒体における前記した光変調材層部材とし
   て、高分子材料に液晶を分散させた高分子−液晶複合膜
   を用いたことを特徴とする電荷像記録媒体 ２、液晶を分散させる高分子材料として体積抵抗率が１
   ０＾１＾４Ωｃｍ以上のものを用いた請求項１に記載の
   電荷像記録媒体 ３、高分子材料中に分散させる液晶として、ネマティッ
   ク型で室温で液晶相を示し、かつ、体積抵抗率が１０＾
   １＾３Ωｃｍ以上のものを用いた請求項１に記載の電荷
   像記録媒体