JPH0342618A - カラー画像形成装置 - 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、カラー画像形成装置、特に光学的な散乱状態
と透明状態の差異を形成し、これを利用しカラー画像を
形成する装置に関する。

［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（ブラウン
管）やＴＮ（ツィステッドネマティック）液晶等のデイ
スプレィモニターに表示され、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、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。

また、近年においては、静止画像の出力用として、例え
ば特開昭５９−１０９３０号公報等により、高分子液晶
を用いたデイスプレィか提案されている。高分子液晶は
薄膜化、大面積化か可能て、フラットデイスプレィとし
ての素子化か容易な上に、ペーパー出力と同等の鮮明て
しかも安定したメモリー画像か得られるという特徴かあ
る。

また、高分子液晶は、熱あるいは電界等を利用して可逆
的に光学特性を変化させることかできるため、画像の繰
り返し表示及び消去か可能である。特に、高分子液晶の
ポリドメイン状態の光散乱を用いると、視野角依存性の
少ない表示画像が得られる。

［発明か解決しようとする課題］ 一方、高分子液晶を用いた画像形成媒体てカラー画像を
表示する方法として、例えば本出願人の出願によるカラ
ーフィルタと組み合わせる方法（特願昭６２−３１２１
４８号）等、または高分子液晶中に色材を添加し、これ
を媒体の面方向に配列またはランタム配列的にパターン
化して色を選択させる方法（特願昭６３−３１８６１０
号）等か提案されている。

しかしなから、光散乱を用いてカラー画像を表示する場
合には、光散乱角度や光散乱効率の波長依存性かあり、
表示画像の色つりあいを補正することか望ましい。

また、比視感度の差によっても色のつりあいの補正か必
要て、高分子液晶を用いた像形成媒体での簡便な補正方
法が期待されている。

本発明は、この様な従来技術の問題を解決するためにな
されたものであり、良好な色バランスか得られ、高分子
液晶を初めとする感熱媒体を用いてのカラー表示を鮮明
なものとすることか可能なカラー画像形成装置を提供す
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］ 即ち、本発明は、熱的制御により可逆的に透明散乱の光
学的状態をとる感熱媒体を用い、面方向に２色以上の表
示画素領域を構成することによりカラー画像を表示する
装置てあって、上記表示画素領域を形成するカラーにお
いて、表示される色のうち少なくともピーク波長か５６
Ｄｎｍ以上であり、かつ最も長波長側に分光透過中心を
有する色に対応する画素の散乱状態における最大のヘイ
ズ度が、表示される他の色に対応する画素の最大のヘイ
ズ度よりも大きくなる様に制御して画像を形成せしめる
手段を備えていることを特徴とするカラー画像形成装置
である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明における感熱材料として最適には、サーモトロピ
ック液晶か使用てきる。高分子サーモトロピック液晶は
、薄膜状態か得られるのみならず、低分子液晶に比べ記
録状態の保持が容易であるという利点を有する。

例えば、本発明において利用てきる高分子サーモトロピ
ック液晶（以下、単に高分子液晶と記す）は、次の２つ
に分類される。

■メソーゲン基、あるいは比較的剛直で長い原子団か屈
曲性鎖て結ばれたもの。

■側鎖にメソーゲン基、あるいは比較的剛直で長い原子
団を有するもの。

これらの高分子液晶は異なる数種の高分子液晶と混合し
て用いることが可能である。また、高分子液晶と低分子
液晶との混合物、高分子液晶と高分子との混合物として
用いることも可能である。

また、液晶状態てとりうる相としてはスメクチック、ネ
マティック、コレステリックその他の相か有り、またデ
ィスコティック液晶等も使用しつる。さらに、高分子液
晶中に不斉炭素を導入してＳｍＣ”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つる。

以下、本発明の画像形成媒体として使用しうる高分子液
晶の具体例を例示するか、本発明はこれらに限定される
ものてはない。

なお、以下て示すｇｌａｓｓ−液晶相の転移温度Ｔｇは
、一般的にＤＳＣての測定値で表わされ、一般的に言わ
れるＤＳＣカーブの変曲点をさすものであり、液晶相−
１ｓｏｔｒｏｐ　ｉｃ　（Ｉｓｏ）の転移温度Ｔ　ｉｓ
ｏは前記ＤＳＣて出現するピーク値をさすものとする。

ＭＷ ＝　１８，０００ （ ■ ） （ＩＩ　） （Ｉ［Ｉ） １１３ （ＩＶ） （Ｖ） （ＶＴ） または、 ２種またはそれ以上の側鎖または主鎖 を共重合させる様にして形成した高分子液晶も挙けられ
る。

その例として、 下記の２種共重合材料 または、 下記の３種共重合材料 Ｈ３ Ｃ”Ｈ Ｃ３）１７ （■） ｘ　／　ｙ　／　ｚ　＝　３　／　６　／　１■ ＣＨ３ Ｃ”Ｈ （：：１Ｈ７ ｘ　／　ｙ　／　ｚ ４／４／２ （ＩＸ） ｘ　／　ｙ　／　ｚ ３．５ ／３．５／３ （Ｘ） 転移温度 Ｔｇ＝２６’ＣＴｉ５ｏ＝８１’Ｃ（ｖｌｍ）（ＩＸ） Ｔｇ＝３８°ＣＴｉ５ｏ＝９８°Ｃ Ｔｇ＝３５’ＣＴｉ５ｏ＝］０８゜Ｃ（Ｘ）答である。

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
その他の極性または非極性溶媒、或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つ
る。

これらの高分子液晶はガラス転移点以下の温度でその構
造状態を保持てきる特徴かあるため、例。

えば、次のような記録モートか可能である。

液晶相 ポリドメイン状態←→等方相状態 （光散乱状態）　　　（先非散乱状態〜透明状態）この
記録モードは、まず高分子液晶を、液晶相が多数のドメ
イン（分域）から成るポリドメイン状態に保持しておく
。次に、等吉相を示す温度以上に高分子液晶を加熱後、
急冷することにより高分子液晶を等吉相の状態に保持す
ることが出来、記録か行われる。

記録領域は、高分子液晶を等吉相を示す温度近傍まて加
熱後徐冷することにより、初めのポリドメイン状態に戻
すことができる。また、先非散乱光散乱の各状態を逆転
させて記録モードとすることも可能になる。

次に、第３図を用い、上記の記録または散乱復帰（消去
）のプロセスを更に詳しく説明する。

第３図において、散乱状態は図中りの状態である。これ
を例えばサーマルヘッド或はレーザ等の加熱手段により
、図中ＰＯのようにＴｉ５ｏ以上に加熱した後、急冷す
ると、図中Ｐ４のようにほぼ等刃状　３ 態と同様の光透過状態が固定される。

一方、図中ＰＯのようにＴｉ５ｏ以上に加熱した後、液
晶温度Ｔｇ〜Ｔｉ５ｏ間、特にこのうち高温側ΔＴ間に
比較的長時間（１例として１秒〜数秒）保持するように
徐冷すると、図中Ｐ１て示す様に、結果的に再び元の散
乱状態りに復帰し、Ｔｇ以下においてはこの状態か安定
して保持される。

また、図中、Ｐ２．　Ｐ３て示す様に、ΔＴ間に比較的
短時間（１例として１０ミリ秒〜数百ミリ秒）制御して
保持されるように徐冷すると、その徐冷の度合によって
中間の透過状態あるいは散乱状態を実現することが出来
、階調表現として使用することも可能である。

第４図は第３図に示した透過率状態を得るための温度付
与波形を示し、図中Ｔｉ５ｏ、ΔＴ　、　ＰＯ〜Ｐ４は
それぞれ第３図に示す温度、温度領域、対応するプロセ
ス温度に対応し、ＰＩ〜Ｐ４はそれぞれΔＴ温度領域内
での媒体保持時間を制御したものとなっている。この様
な波形により階調性のある記録を行うことかできる。

　４ 」二記に説明した様な高分子液晶を用いてカラー表示を
行なうには、例えばレット（Ｒ）、クリーン（Ｇ）、ブ
ルー（Ｂ）の３色をストライプ又はモザイク状に形成し
たカラーフィルターを組み合わせて、上記高分子液晶の
散乱−透明状態の差異によるカラー表示をするか、ある
いは例えば上記Ｒ，Ｇ、Ｈに担当する色素をそれぞれ混
入させた各色の高分子液晶を配列またはランタム配列的
に同一面方向に設け、これに第２図に示す様に、透明−
散乱の状態の差異による画像を記録し、第７図に示す様
に散乱色の表示を行なうことか出来る。

ここて本発明ては、透過波長か長波長側である色に対応
する高分子液晶の最大散乱度（ヘイズ度）を最も大きく
することにより、さらに良好な散乱色表示を行なう。こ
れは高分子液晶の散乱状態における散乱強度または散乱
角か光波長に依存し、長波長側である光はど上記散乱強
度、散乱角とも小さいことに対処したものである。

また、各色に関しては、視感度に対しての補正も考慮し
た方か良く、このため特に波長５５０〜５６０ｎｍに透
過のピークかある色（例えばクリーン）に対応する高分
子液晶の最大の散乱度（ヘイズ度）は小さめにし、５６
０ｎｕ＋以上にピークのある色に対しては、そのピーク
波長か大きくなるにしたかって、その色に対応する高分
子液晶の散乱度を上げる様な手段を有するものとした。

具体的には、前記したΔτ間に温度保持する時間な各色
に対応して異なる様にする。すなわち、散乱度（ヘイズ
度）を大きくする色に対応する高分子液晶に関しては、
そのΔＴ保持時間を長くすることにより散乱強度を増す
。第１図に、本発明の装置において、各色に最大の散乱
度を与えるための２ライン分の温度駆動例を示す。本例
ではΔＴ保持時間かレッド（Ｒ）に対応する高分子液晶
に対して最も長い様にしくΔｔＲ）　、クリーン（Ｇ）
に対して最も短くなる様に設定した（Δｔａ）。

［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７図の表示概略構成図を用いて説明する。

本構成においては、ガラス、ポリエステルその他の透明
基体上に、少なくとも可視域に光学吸収をイｉする色素
、例えばフルー（Ｂ）、クリーン（Ｇ）、レッド（Ｒ）
の２色性、あるいは無軸性等の色素染料を高分子液晶中
に混入したものを、網点印刷その他の印刷、コーティン
グ方法等により、カラーモザイクまたはストライプ状等
のカラーパターンに形成する。

所望のカラーを得るためには、前記様々の高分子液晶中
に、レッド（三菱化成■製、ＬＳＲ−４０５）、フルー
（三菱化成■製、ＬＳＢ−２７８）　、クリーン（三菱
化成■製、１．５Ｙ−１１６とＬＳＢ−３３５との混合
物）等の種々の色素を溶媒中で少量混合すれば良い。こ
れらの色素の混合により呈色性を示す。高分子液晶のコ
ーティング層厚は０．５ｐｍ以上、好ましくは１〜１５
ＩＬｍである。

また、形成した高分子液晶層か液晶温度におい　７ て強い光学散乱性を示すためには、前記色素の高分子液
晶に対する混合量か１０重量％以下、好ましくは５重量
％以下であり、また、使用する溶媒に対してもその混合
比（溶媒／高分子液晶／色素染料）は（１００／２５／
１）以下が好ましい。−例として、前記高分子液晶（Ｖ
Ｉ）を用い、前記色素を各２ｗｔ％ずつ混入し、これを
ポリエチレンテレフタレー基体上にカラーストライプ状
に塗膜として形成する。

本例において、−例として１ｍｍ当り１２ドツトのサー
マルヘッドを用い、Ｂ、Ｇ、ＲそれぞれＩｎ＋ｍ当り４
ライン、すなわち合計てト■当り１２ラインとなる様に
カラーストライプ状に形成した前記像担持体のシートに
対して、そのうちの所望の部分の前記高分子液晶に対応
する部分に対して、第１図の駆動例に基づいて各ドツト
と各色を精密に位置合わせしながら加熱走査させること
により、第７図に示す様な散乱部および透明部のパター
ンを形成した。

この時、一方て第１図に示すΔｔ１Δｔｃ、Δ１゜　８ を同じ巾にすると、第７図中のレッド（Ｒ）色は少しく
すんて見え、また図中の白（Ｗ）色も青味がかって見え
たが、Δ１Ｒを他より巾広とするととて、レッド（Ｒ）
の明るさが増した。

実施例２ １ｍｍ当り８ドツトのサーマルヘッドを使用し、３ドツ
トおきに各色（Ｒ，Ｇ、Ｂ）に対応するドツトとし、前
記高分子液晶（ＶＩ）をジクロロエタンに溶解後、ポリ
エチレンテレフタレート基体上に８ｇｍの塗膜として形
成した白色シートに第１図の各色に対応する加熱走査を
行なった。このシートを１２５μｍピッチでＲ，Ｇ、Ｂ
を順次形成したカラーストライプフィルターに重ね、第
７図と同様に、第８図に示す様に散乱色表示させたとこ
ろ良好な色バランスが得られた。

実施例３ 本構成においては、ガラス、ポリエステルその他の透明
基体上に、少なくとも可視域に光学吸収を有する色素、
例えばツルー（Ｂ）、レッド（Ｒ）、クリーン（Ｇ）の
２色性、或は無軸性等の色素をそれぞれ各色毎に散乱又
は透明の状態変化温度、特にＴｉ５ｏかそれぞれ異なる
高分子液晶中に混入したものを、網点印刷、その他の印
刷、コーチインク方法等により配列又はランタム配列的
なカラーモザイクまたはストライプ状淳のカラーパター
ン（ＰＩ、ＣＩｌ、　Ｐ　Ｌ　ＣＲ、Ｐ　ｌ、Ｃ，）に
形成する。

具体的には以下のようにして前位高分子液＋４１’フィ
ルムな作成する。

先ず、Ｒ，Ｇ、Ｂのそれぞれに対応する高分子液晶固体
をガラス転移点以下てそれぞれ粉砕する。この粒径を２
０ＩＬｍ±］ＯＩＬｍで選別し、各色に対応する粒子を
混合し、静電塗装機を用い、−屑に分散均一塗工する。

この後、全面を３色に対応するＰｌ、Ｃのうち最もＴｉ
５ｏの高い、該Ｔｉ５ｏ以上の温度て焼き（−１けるこ
とによりフィルム状に形成する。

所望の各色を得るには、前記迄と同様に色素を各高分子
液晶中に少量混合する。

第５図に、前記ＰＬＣｎ＋　ＰＬＣＲ，ＰＩ、ＣＧの液
晶温度範囲の関係を示す。この液晶ａａ度範囲の関係に
おい　０ ては、ＰＬＣｎ、　ＰＬＣＲ，ＰＩに６のＴｉ５ｏ、す
なわち図中Ｂ１５ｏ、　Ｒ１５ｏ、　Ｇ１５ｏがそれぞ
れ異なることが重要である。

第６図は、カラー画像形成媒体への温度付与波形を示す
。第６図において、ａは第２図における熱的信号手段２
の１ラインの加熱走査の及ぶ領域のうち、ｐＬｃＢ、　
ＰＬＣＩｌ、　ＰＬＣａのすべてをＴｉ５ｏ以上にし、
−旦透明状態とする初期化信号区間である。

次いて、図中すは第４図に示す温度付与波形をＰＬＯ，
に及ぼず区間であり、ＰＬＣＢの記録状悪な決める。こ
のとき、Ｐｌ、ＣＲ，ＰＬＣＧに対しては等吉相温度の
ままであり、双方とも透明状態のままである。

次いて、図中Ｃにおいて、同様にＰＬＣＲに対し、第４
図波形を及ぼす。このときの温度の最大値を図中Ｂ１５
ｏ−ΔＴ□、（Δ丁□は前述ΔＴと同様ＰＬＣＢに対し
て大きな状態変化をもたらす温度領域）より低い温度と
することで、既に信号の与えられたＰＬＣＢの状態はほ
ぼ影響を受けない様にすることか出来て。したかって、
この区間ＣてはＰ　Ｌ　ＣＲの記録状１ 憇のみか決定され、一方、ＰＬＣＧは依然透明状態のま
まである。

次に、区間ｄにおいては、第４図波形をＰ　１．Ｃ，に
及ぼすことてＰ　Ｌ　（：Ｇの記録状態が決まる。この
ときＲ１５ｏ−ΔＴ２（ΔＴ２は前述同様にＰ　Ｌ　Ｃ
Ｒに対して状態変化の大きい温度領域）以下の温度をＰ
　Ｌ　Ｃ，の記録温度とすることて、ＰＬＣｎ、　ＰＬ
ＣＲの記録状態に強い影響はない。

最後の区間ｅは熱的信号手段の冷却区間であり、該区間
により室温付近症温度は下げられる。

以上の様にすることて、熱的信号手段をサーマルヘッド
とすれば、代表的には１ラインのサーマルヘッドの１ラ
イン信号付与区間により、前画像の消去と所望のカラー
画像形成を同時に行なうことが出来る。

上記第６図のプロセスによれば、第５図におけるＢ１５
ｏ、　Ｒ１５ｏ、　Ｇ１５ｏの差は各１０６Ｃ以上ある
ことか望ましく、温度差を大きくする程記録の色分離は
原理的には容易になる。

具体的な高分子液晶材料としては、ＰＬＣＧ、　ＰＩ、
ＣＲ２２ 、　ＰＬＣＩｌをそれぞれ前記高分子液晶（■）、　（
ＩＸ）。

（Ｘ）とすることかできる。

ここで、上記第６図におけるａ〜ｅの各区間の時間巾を
ｃ　＞　ｂ　＞　ｄとし、該各区聞出いっばいに最大の
散乱度を得るためのΔＴ保持時間とすることで最も良好
な色バランスとなる。

［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明によれば、カラー画像表示に
おいて最も良好な色バランスを得ることができ、高分子
液晶を初めとする感熱媒体を用いてのカラー表示を鮮明
なものとすることかてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のカラー画像形成装置における各色に最
大の散乱度を与えるための２ライン分の温度駆動例を示
す説明図、第２図は高分子液晶層に熱的手段を用いて画
像を記録する方法を示す説明図、第３図は高分子液晶層
の記録または散乱復帰（消去）のプロセスを示す説明図
、第４図は第３図に示す透過率状態を得るための温度付
与波形　３ を示しずグラフ、＄５図は実施例３における液晶温度範
囲の関係を示す説明図、第６図は実施例３におけるカラ
ー画像形成媒体への温度付与波形を示すグラフ、第７図
および第８図（ａ）〜（Ｃ）は本発明のカラー画像形成
装置を示す表示概略構成図である。 １・・・基体 ｌａ・・・透明基体 ２・・・高分子液晶 ２ａ・・・着色高分子液晶 ３．４・・・カラーフィルター ５・・・散乱部 ６・・・透明部 ７・・・フレネルレンズ ８．８ａ・・・熱的信号手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱的制御により可逆的に透明−散乱の光学的状態
   をとる感熱媒体を用い、面方向に２色以上の表示画素領
   域を構成することによりカラー画像を表示する装置であ
   って、上記表示画素領域を形成するカラーにおいて、表
   示される色のうち少なくともピーク波長が５６０ｎｍ以
   上であり、かつ最も長波長側に分光透過中心を有する色
   に対応する画素の散乱状態における最大のヘイズ度が、
   表示される他の色に対応する画素の最大のヘイズ度より
   も大きくなる様に制御して画像を形成せしめる手段を備
   えていることを特徴とするカラー画像形成装置。
2. （２）上記制御する手段が透明−散乱の差異を記録する
   時間を少なくとも上記最大波長に担当する色に対して異
   ならしめたものである請求項１記載のカラー画像形成装
   置。