WO2020066412A1 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

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WO2020066412A1
WO2020066412A1 PCT/JP2019/033267 JP2019033267W WO2020066412A1 WO 2020066412 A1 WO2020066412 A1 WO 2020066412A1 JP 2019033267 W JP2019033267 W JP 2019033267W WO 2020066412 A1 WO2020066412 A1 WO 2020066412A1
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WO
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exposure
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liquid crystal
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PCT/JP2019/033267
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水野　知章
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富士フイルム株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/435—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
    • B41J2/465—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using masks, e.g. light-switching masks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor

Definitions

  • the present invention relates to an image forming apparatus and an image forming method, and more particularly, to an image forming apparatus and an image forming method for forming an image on a cholesteric liquid crystal layer.
  • an image forming method for example, digital printing using four color inks of Y (yellow), M (magenta), C (cyan) and K (black), specifically, halftone printing has been conventionally used. ing.
  • YMCK inks When a specific color is reproduced in a printing method using four YMCK inks, one color observed under light of a certain wavelength emitted from a certain light source can be faithfully reproduced.
  • the color reproduced by the above-described printing method is observed under the light of another light source (strictly, light of another wavelength), the reproducibility of the color is lost. This is because the spectral distribution of the reflected light from the printed matter is not reproduced.
  • a reproduction target color In order to accurately reproduce the spectral distribution of a specific color (hereinafter referred to as a reproduction target color), if there is only one reproduction target color, for example, the reproduction target color is not used without using the four YMCK inks. And the same color ink. However, when there are a plurality of colors to be reproduced, it is necessary to prepare inks of the same color as the number of colors to be reproduced, and it takes enormous cost and time to reproduce the spectral distribution of each color. Becomes
  • Patent Document 1 an apparatus described in Patent Document 1 (in Patent Document 1, described as “exposure apparatus”) is cited.
  • the device described in Patent Literature 1 records a color image on a recording medium made of a cholesteric liquid crystal compound. More specifically, the apparatus described in Patent Document 1 controls the amount of laser light from a light source by an irradiation amount control unit, and controls the irradiation position of the laser beam on the recording medium by an irradiation position control unit to control the recording medium. Scan.
  • the image image storage unit refers to the color setting storage unit based on the color information for each unit of the image data to be recorded stored in the image data storage unit, and irradiates the image.
  • the light amount information obtained from the correspondence between the light amount to be emitted and the color corresponding to the light amount is stored, and the position information for each unit of the image data to be recorded stored in the image data storage means is stored.
  • the position information stored in the image storage unit is output to the irradiation position control unit, and the light amount information is output to the irradiation amount control unit by the control unit. The operation is controlled.
  • Patent Literature 1 configured as described above, a signal corresponding to a color image to be recorded is generated, the signal is subjected to signal processing in accordance with the characteristics of the recording medium, and a predetermined signal is recorded on the recording medium. It is possible to record a color image.
  • color information for each unit of image data to be recorded is converted into an irradiation light amount based on the correspondence between the irradiation light amount and the color corresponding thereto.
  • the device described in Patent Document 1 adjusts the irradiation light amount based on the correspondence between the light amount and the color, but does not consider the spectral distribution of the color of each part of the image to be recorded.
  • an image forming technique capable of accurately reproducing the spectral distribution of the color of each part of an image to be recorded.
  • a technique for reproducing the spectrum distribution a technique that does not require much cost and labor is naturally preferable.
  • an object of the present invention is to provide an image forming apparatus and an image forming method capable of solving the above-mentioned problems of the prior art and capable of reproducing the spectral distribution of a target color of each part of an image in a good and easy manner. I do.
  • an image forming apparatus of the present invention is an image forming apparatus for forming an image on a cholesteric liquid crystal layer, wherein a film of a liquid crystal composition constituting the cholesteric liquid crystal layer is provided in accordance with an image.
  • An exposure unit for performing exposure, and an adjustment unit for adjusting the exposure amount of the exposure unit in each region of the film, and the adjustment unit has an area ratio of an area where the reflection wavelength band is the same in each part of the image.
  • the exposure amount in each region of the film is adjusted so that the value becomes a value set based on the spectral distribution of the target color in each part of the image.
  • the area ratio of the region where the reflection wavelength band is the same in each part of the image is a value set based on the spectral distribution of the target color of each part of the image.
  • the exposure amount in each region of the film is adjusted. This makes it possible to reproduce the spectral distribution of the target color of each portion of the image in a good and easy manner.
  • the exposure unit performs a plurality of exposures
  • the adjustment unit includes a plurality of photomasks for adjusting light emitted from the exposure unit, and a photomask used in each exposure. It is preferable that the amount of exposure in each region of the film be adjusted by changing the mask. According to the above configuration, the exposure amount in each region of the film can be easily adjusted by the photomask.
  • each of the plurality of photomasks is formed with a pattern provided with an opening through which light emitted from the exposure unit can be transmitted. Is more preferably formed in accordance with the value of the area ratio set for each reflection wavelength band based on the spectral distribution of the target color.
  • the pattern of each photomask reflects the spectral distribution of the target color of each part of the image. Therefore, by using each photomask, the spectral distribution of the target color of each part of the image can be improved easily and easily. Can be reproduced.
  • the adjusting unit adjusts the film so that the area ratio becomes a value set based on the spectral distribution of the target color and the spectral distribution of the color of each part of the sample image prepared in advance. It is more preferable to adjust the exposure amount in each region. According to the above configuration, when adjusting the exposure amount in each region of the film, the adjustment is performed using the spectral distribution of the color of each portion of the sample image. As a result, the exposure amount can be more appropriately adjusted, and as a result, the spectral distribution of the target color in each portion of the image can be reproduced more favorably.
  • the sample image has a plurality of patches having different colors from each other, and the spectral distribution of the color of each part of the sample image is a spectral distribution measured for each color of each of the plurality of patches. If so, it is even more preferred.
  • the exposure amount can be more appropriately adjusted using a sample image having a plurality of patches for each color. As a result, it becomes possible to reproduce the spectral distribution of the target color of each part of the image better.
  • the setting value for the area ratio is set for each reflection wavelength band. It is even more preferable that the adjusting unit adjusts the exposure amount in each region of the film so that the area ratio becomes a set value for each reflection wavelength band.
  • the set value of the area ratio is set for each reflection wavelength band, and the exposure amount in each region of the film is adjusted so that the area ratio becomes the set value for each reflection wavelength band. As a result, the exposure amount can be adjusted more appropriately, so that the spectral distribution of the target color in each portion of the image can be reproduced more and more well.
  • the adjustment unit may adjust the exposure amount at six or more adjustment levels, and the reflection wavelength band may change according to the adjustment level.
  • the number of types of colors to be used is increased as compared with the general color reproduction of four colors of YMCK and the color reproduction of three colors of R (red), G (green), and B (blue). This makes it possible to reproduce the spectral distribution of the target color of each part of the image more favorably.
  • the reflection wavelength band of the region exposed at the exposure amount adjusted to the specific adjustment level deviates from the wavelength region of visible light
  • the adjustment unit It is more preferable to adjust the exposure amount in each region of the film so that the area ratio of the region where the reflection wavelength band deviates from the wavelength region of visible light becomes a preset value.
  • the reflection wavelength band of the region where the exposure is performed with the exposure amount adjusted to the specific adjustment level is a wavelength region of infrared light or ultraviolet light.
  • the brightness of an image can be adjusted by controlling the area ratio of a region in which the reflection wavelength band is a wavelength region of infrared light or ultraviolet light. As a result, it is possible to satisfactorily reproduce the brightness and the spectral distribution of the target color of each part of the image.
  • an image forming method of the present invention is an image forming method for forming an image on a cholesteric liquid crystal layer, wherein an image is formed on a film of a liquid crystal composition constituting the cholesteric liquid crystal layer. Performing a corresponding exposure and a step of adjusting the amount of exposure in each region of the film.In the step of adjusting the amount of exposure, the area ratio of the region where the reflection wavelength band is the same in each part of the image is reduced. The exposure amount in each region of the film is adjusted so as to have a value set based on the spectral distribution of the target color of each portion of the image. According to the above method, the spectral distribution of the target color in each portion of the image can be reproduced well and easily.
  • an image forming apparatus and an image forming method capable of reproducing the spectral distribution of a target color of each part of an image in a good and easy manner.
  • FIG. 3 is a diagram showing a basic procedure for forming an image on a cholesteric liquid crystal layer.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a photomask.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an image formed on a cholesteric liquid crystal layer.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an exposure amount for each region in each part of an image.
  • FIG. 6 is a view showing pattern pieces formed by reflecting the setting contents shown in FIG. 5 in each photomask (part 1).
  • FIG. 6 is a view showing a pattern piece formed by reflecting the setting contents shown in FIG. 5 in each photomask (part 2).
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a photomask.
  • FIG. 3 is a
  • FIG. 6 is a view showing a pattern piece formed by reflecting the setting contents shown in FIG. 5 in each photomask (part 3).
  • FIG. 6 is a view showing pattern pieces formed by reflecting the setting contents shown in FIG. 5 in each photomask (part 4).
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an image forming flow. It is a figure showing a sample image.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a spectrum distribution measured for colors of colored patches in a sample image.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a spectrum distribution of a target color.
  • a numerical range represented by using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit and an upper limit.
  • “%” and “parts” representing the content and the amount used are based on mass unless otherwise specified.
  • “same”, “similar” and “identical” include an error range generally accepted in the technical field.
  • “all”, “all”, “all” and the like include 100% and include an error range generally accepted in the technical field, for example, 99% or more, It shall include the case of 95% or more, or 90% or more.
  • a color is represented by three elements of hue, lightness, and saturation.
  • the color spectrum distribution refers to the distribution of the reflection spectrum of an object (member) exhibiting the color.
  • the reflection wavelength band includes a wavelength range that can be seen by a human, and particularly, a wavelength range of 380 nm to 780 nm that is to be measured by measuring instruments that assume general visibility. Including.
  • Tmin the minimum value of the transmittance of the target object (member)
  • T1 / 2 the minimum value of the transmittance of the target object (member)
  • T1 / 2 100 ⁇ (100 ⁇ Tmin) ⁇ 2
  • visible light is light having a wavelength visible to human eyes, and its wavelength range is 380 to 780 nm. Further, the region outside the wavelength range of visible light is a wavelength range of less than 380 nm or a wavelength range of more than 780 nm. Infrared light is light in a wavelength range exceeding 780 nm and 1 mm or less. Ultraviolet light is light in a wavelength range of 10 nm or more and less than 380 nm.
  • the exposure amount is a total exposure amount (unit: mJ / cm 2 ) in the exposure target area, an exposure time in the exposure target area, and an exposure intensity (irradiation when exposing the exposure target area). Intensity, etc., and increases as the exposure time and exposure intensity increase.
  • the cholesteric liquid crystal layer is a layer containing a cholesteric liquid crystal phase and is composed of a liquid crystal composition.
  • the cholesteric liquid crystal layer is preferably a layer formed by fixing a cholesteric liquid crystal phase, but is not limited thereto, and may not be fixed. When the cholesteric liquid crystal phase is exposed, the length of the helical pitch of the cholesteric liquid crystal phase changes according to the exposure amount.
  • the reflection wavelength band of the cholesteric liquid crystal phase is determined according to the length of the helical pitch, and the cholesteric liquid crystal phase exhibits a color corresponding to the reflection wavelength band (strictly speaking, it corresponds to the reflection wavelength band). Reflects colored light).
  • FIG. 1 is a diagram showing a basic procedure for forming an image on a cholesteric liquid crystal layer.
  • the following first to fourth steps are sequentially performed as shown in FIG.
  • a liquid crystal composition containing a polymerizable liquid crystal compound and a photosensitive chiral agent is applied on the surface of a transparent substrate (not shown) made of a plastic film or a thin glass to form a film 51a (coating film).
  • a coating method a known method can be applied. Further, if necessary, a drying treatment may be performed after applying the liquid crystal composition.
  • the transparent substrate means a transparent substrate having substantially no absorption region in the visible light region.
  • the average transmittance in the wavelength range of 380 nm to 780 nm is preferably 80% or more, more preferably 90% or more.
  • the thickness of the transparent substrate is not particularly limited, but is preferably 1 to 100 ⁇ m, more preferably 2 to 50 ⁇ m.
  • a pattern exposure process is performed on the film 51a using the light source S.
  • the pattern exposure processing for example, a photomask M having a predetermined opening pattern is attached to a transparent base material, and light having a wavelength at which the photosensitive chiral agent is exposed is irradiated through the photomask M.
  • two or more regions in the film 51a are respectively exposed at different exposure amounts.
  • a part of the film 51a that is, a part that is not masked
  • the exposed film 51b is formed.
  • the photosensitive chiral agent is exposed to light, and its structure changes.
  • the photomask M may be attached to the surface (back surface) of the transparent substrate opposite to the film 51a, in which case light is irradiated from the back side of the transparent substrate. Conversely, a photomask M may be attached to the surface of the transparent substrate on the same side as the film 51a, in which case light is emitted from the front side of the transparent substrate.
  • a whole surface exposure processing of irradiating the light from the light-sensitive chiral agent to the entire surface of the film 51a from the light source S may be performed. By the entire surface exposure process, the chiral agent in the region that has not been exposed in the pattern exposure process is exposed, and the spiral induction force can be adjusted so that a predetermined spiral pitch is obtained.
  • the exposed film 51b is subjected to a heating treatment (aging treatment) using the heating source T to form a heated film 51c.
  • the liquid crystal compound is oriented to form a cholesteric liquid crystal phase.
  • the heated film 51c there are a plurality of regions having different exposure amounts. In each of the plurality of regions having different exposure amounts, the length of the helical pitch of the cholesteric liquid crystal phase differs according to the exposure amount, and the reflection wavelength band differs accordingly. Each of the plurality of regions having different reflection wavelength bands has a color corresponding to the reflection wavelength band.
  • the fourth step ultraviolet rays are irradiated from the ultraviolet light source U toward the heated film 51c to cure the heated film 51c (that is, the film in the cholesteric liquid crystal phase).
  • a layer in which the cholesteric liquid crystal phase is fixed that is, the cholesteric liquid crystal layer 40 is formed.
  • a colored image composed of a plurality of regions having different reflection wavelength bands is formed on the cholesteric liquid crystal layer 40.
  • the curing method is not particularly limited, and a curing method by heating can be used in addition to the curing method by light irradiation.
  • the cholesteric liquid crystal layer 40 on which an image is formed is obtained.
  • the obtained cholesteric liquid crystal layer 40 is transferred to a circularly polarizing plate via, for example, an adhesive layer.
  • the cholesteric liquid crystal layer 40 may be directly formed on the circularly polarizing plate using the circularly polarizing plate as a base material.
  • the cholesteric liquid crystal layer 40 is formed by performing the first to third steps without performing the fourth step. To form an image.
  • an image may be formed on the cholesteric liquid crystal layer 40 without performing the heat treatment in the third step in some cases.
  • the above basic procedure is a procedure for forming an image on a cholesteric liquid crystal layer when a photosensitive chiral agent is contained in a liquid crystal composition, but is not limited to this embodiment.
  • Other known methods such as the method described in JP-A-300662 can be employed.
  • the liquid crystal composition is applied to the surface of the base material to form the film 51a.
  • the application method is not particularly limited, and examples thereof include a wire bar coating method, an extrusion coating method, a direct gravure coating method, a reverse gravure coating method, and a die coating method.
  • the method for forming the film 51a is not limited to the coating method, and a method other than the coating method, for example, an inkjet method, a flexographic printing method, a spray coating method, or the like may be used.
  • the pattern exposure process is performed by mask exposure.
  • specific methods of mask exposure include, for example, contact exposure, proxy exposure, projection exposure, and the like.
  • the pattern exposure processing may be performed by scanning exposure for directly drawing by focusing on a predetermined position without using a mask using a laser or an electron beam.
  • the pattern exposure may be divided into a plurality of exposures.
  • the present invention is not limited to this, and the pattern exposure may be performed by one-time exposure using a photomask having two or more regions exhibiting different transmission spectra depending on the regions.
  • pattern exposure may be performed by combining the above two methods. That is, it is only necessary that the pattern exposure is performed in such a manner that two or more areas exposed under different exposure conditions are generated. At this time, by changing the exposure intensity, the exposure time, the number of exposures, and the like for each region, it is possible to change the exposure amount for each region.
  • Mask exposure which is pattern exposure using a photomask, is useful as one of the techniques for forming two or more regions having different exposure amounts.
  • mask exposure for example, after exposing using a photomask for exposing one area, exposing another area using another photomask, the first exposed area and the second exposed area
  • the exposure amount can be easily changed between.
  • a photomask having a plurality of portions having different transmission spectra is particularly useful for changing the exposure amount for each region. In this case, it is possible to perform exposure with different exposure amounts on a plurality of regions in the film 51a by performing exposure only once. Note that, of course, the exposure amount can be changed for each region by performing exposure for the same time under different exposure intensity for each region.
  • the scanning exposure can be performed, for example, by applying a drawing apparatus that draws a desired pattern image or the like by modulating light.
  • a drawing apparatus that draws a desired pattern image or the like by modulating light.
  • a predetermined image is formed by scanning a light beam derived from a light beam generation unit on a scanned object via a light beam deflection scanning unit.
  • a drawing device that draws a pattern image or the like by a drawing head can be used.
  • an exposure apparatus that forms a desired pattern image on an exposed surface of a photosensitive material or the like by an exposure head, which is used in manufacturing a semiconductor substrate or a printing plate.
  • a typical example of such an exposure head is a head including a pixel array having a large number of pixels and generating a light spot group forming a desired pattern image.
  • a DMD digital micromirror device
  • a DMD memory cell is moved in accordance with the movement in the scanning direction.
  • JP-A-2006-327084 has been proposed (for example, see JP-A-2006-327084).
  • a spatial light modulator other than the DMD can be used.
  • the spatial light modulator may be either a reflection type or a transmission type.
  • Other examples of the spatial light modulator include a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) type spatial light modulator (SLM; Special Light Modulator), an optical element that modulates transmitted light by an electro-optic effect (PLZT element), and a liquid crystal light.
  • a liquid crystal shutter array such as a shutter (FLC) may be used.
  • MEMS is a general term for a micro system in which micro-sized sensors, actuators, and control circuits are integrated by micro-machining technology based on an integrated circuit (IC) manufacturing process, and a MEMS-type spatial light modulator. "" Means a spatial light modulator driven by electromechanical operation using electrostatic force.
  • GLV diffraction light valves
  • the image forming apparatus 10 includes a film forming unit 12, an exposing unit 14, an adjusting unit 16, a heating unit 18, an ultraviolet irradiation unit 20, a setting unit 22, and a mask manufacturing unit 24.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the image forming apparatus 10.
  • the film forming section 12 forms the liquid crystal composition film 51a on one surface of the transparent base material.
  • the film forming unit 12 include a device for applying a liquid crystal composition such as a spin coater and a wire bar, a device for spraying a liquid crystal composition such as a spray nozzle, and a liquid crystal composition such as an ink jet printer.
  • a device for discharging an object or the like can be used.
  • the exposure unit 14 performs a pattern exposure process on the liquid crystal composition film 51a in cooperation with the adjustment unit 16. That is, the exposure unit 14 performs imagewise exposure according to the image to be formed.
  • an ultra-high pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a blue laser, a He-Cd (helium cadmium) laser, or the like can be used as the exposure unit 14.
  • mask exposure is performed as pattern exposure. Specifically, exposure is performed a plurality of times while changing the number of photomasks to be used. That is, in the present embodiment, the exposure unit 14 performs a plurality of exposures in one image formation.
  • the exposure condition for each time may be changed for each time, or may be constant without changing for each time.
  • the number of exposures (strictly, mask exposure) performed by the exposure unit 14 in one image formation is not limited to two or more times. For example, when scanning exposure is performed as pattern exposure, May be performed once.
  • the adjustment unit 16 is a device for adjusting the exposure amount of the exposure unit 14 in each region of the film 51a, and performs a pattern exposure process together with the exposure unit 14.
  • the “region” in each of the film 51a and the cholesteric liquid crystal layer 40 is a minimum unit when the image forming range is partitioned, and is a rectangular region corresponding to a pixel constituting an image to be formed.
  • the adjusting unit 16 has n photomasks M1, M2,... Mn as shown in FIG. 2, and the number of photomasks M1, M2,.
  • the exposure amount in each region of the film 51a is adjusted while changing the number of photomasks. Strictly speaking, the number of photomasks to be superimposed increases by one each time the number of times increases. That is, in the present embodiment, the adjustment unit 16 adjusts the exposure amount at the n-stage adjustment levels.
  • the reflection wavelength band at a portion corresponding to each region of the film 51a changes according to the adjustment level when each of the regions is exposed. It changes in stages.
  • the number of adjustment steps n is preferably 6 or more, more preferably 7 or more, even more preferably 10 or more, and particularly preferably 16 or more.
  • the number of adjustment steps increases, the color can be reproduced satisfactorily, but fine adjustment is required, so that the adjustment requires time. For this reason, it is desirable that the number of adjustment stages is 16 or less.
  • the reflection wavelength band is excluded from the visible light wavelength range, and specifically, the level is set to the infrared light wavelength range (hereinafter referred to as a specific adjustment level). Level)) is included. That is, in each part of the image, the reflection wavelength band of the region where the exposure is performed with the exposure amount adjusted to the specific adjustment level is the wavelength region of the infrared light.
  • the specific adjustment level may be a level that sets the reflection wavelength band to the wavelength range of ultraviolet light.
  • the reflection wavelength band of the region exposed by the exposure amount adjusted to the adjustment level other than the specific adjustment level is the wavelength region of visible light.
  • the adjustment of the exposure amount is not limited to the adjustment using the photomask.
  • the light irradiated from the exposure unit 14 is modulated by ultrasonic waves or the like to adjust the amount of transmitted light, and the irradiation position (exposure) is adjusted by a rotating polygon mirror, a galvano scanner, or the like. Position), and the light whose light amount has been adjusted may be condensed by an f ⁇ lens and irradiated to the above irradiation position.
  • the irradiation intensity at each drawing point may be changed when forming a group of drawing points corresponding to the micromirrors using the micro mirror of the DMD described above. According to these configurations, the exposure amount in each region of the film 51a can be adjusted without using a photomask.
  • the adjustment unit 16 adjusts the exposure amount in each region of the film 51a such that the area ratio of the region having the same reflection wavelength band in each portion of the image formed on the cholesteric liquid crystal layer has a predetermined value. .
  • each part of the image means each image piece when the image is divided into a plurality of image pieces (parts).
  • each pattern image piece corresponds to “each part of the image”.
  • the “region having the same reflection wavelength band” is a region where the reflection wavelength band is the same in each part of the image (that is, a region that reflects light in the same wavelength region). Are the same area.
  • the “area ratio of the region having the same reflection wavelength band” is a ratio of the total area of the regions having the same reflection wavelength band in each portion to the area of each portion of the image. In the following, the “area ratio of a region having the same reflection wavelength band” is referred to as a target area ratio.
  • the adjustment unit 16 adjusts the exposure amount in each region of the film 51a such that the target area ratio becomes the set value set by the setting unit 22 in each part of the image. More specifically, when the exposure unit 14 performs n times of pattern exposure using the photomasks M1, M2,... Mn, the adjustment unit 16 determines that the target area ratio after the nth pattern exposure is completed. The exposure amount in each region of the film 51a is adjusted so as to have the above set values. The details of the setting value and the exposure amount adjustment will be described later.
  • the heating unit 18 heat-treats the pattern-exposed film (that is, the exposed film 51b) in order to align the liquid crystal compound (for example, a polymerizable liquid crystal compound) to a cholesteric liquid crystal phase.
  • the heating unit 18 for example, an electric heater and a heater using a heating gas (including steam) as a heat source can be used.
  • the ultraviolet irradiation section 20 irradiates the heat-treated film (that is, the heated film 51c) with ultraviolet light in order to fix the cholesteric liquid crystal phase and form the cholesteric liquid crystal layer 40.
  • a metal highland lamp, a high-pressure mercury lamp, an ultraviolet LED (Light Emitting Diode), or the like can be used.
  • the setting unit 22 is configured by, for example, a computer, and sets a set value for the target area ratio based on a spectral distribution of a target color of each part of the image.
  • the “target color” is a color that is required to be reproduced in each part of an image formed on the cholesteric liquid crystal layer 40, and more strictly, a color spectral distribution (reflection spectral distribution). A color that requires reproduction.
  • the set value is a value that can make the spectral distribution of the color of each part of the image coincide with the spectral distribution of the target color when the target area ratio in each part of the image becomes the set value.
  • the setting unit 22 sets the above set values for each reflection wavelength band. Therefore, the number of set values set by the setting unit 22 is a number corresponding to the number of target colors and the number of types of reflection wavelength bands. The setting procedure of the set value will be described in detail in [Operation Example of Image Forming Apparatus] described later.
  • the mask production unit 24 is configured by a printing device such as a printer, for example, and produces a photomask by printing a mask pattern on a colorless and transparent sheet material such as an OHP (overhead projector) sheet.
  • a printing device such as a printer
  • OHP overhead projector
  • the configuration of the photomask will be described with reference to a photomask M1 shown in FIG. 3.
  • the photomask is formed by forming a pattern MP shown in FIG. 3 on a colorless and transparent sheet material (specifically, gray scale printing). It is configured to be.
  • the pattern MP is provided with black rectangular dots Md and transparent openings Mc through which light emitted from the exposure unit 14 can pass.
  • FIG. 3 is a diagram showing the photomask M1, and a part of the photomask M1 is shown enlarged in the figure.
  • the mask manufacturing unit 24 manufactures a photomask according to the set value of the target area ratio set by the setting unit 22. More specifically, in each part of the pattern MP in the photomask, each of the openings Mc and the rectangular dots Md is arranged in a number corresponding to the set value for the target area ratio in each part of the image.
  • the mask manufacturing unit 24 manufactures n photomasks M1, M2,. .
  • each of the n photomasks M1, M2,... Mn is manufactured such that the target area ratio in each portion of the image becomes a set value when n times of mask exposure is performed using these photomasks.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an image formed on the cholesteric liquid crystal layer 40.
  • each part partitioned by a broken line corresponds to “each image piece (each part of an image)”.
  • the number n of mask exposures is “4” and the reflection wavelength band changes in four steps.
  • the number of times n of mask exposure is, of course, not limited to the above number.
  • a set value for the target area ratio is set for each reflection wavelength band in order to reproduce the spectral distribution of the target color of each image piece.
  • an image piece to which the symbol g1 is added in FIG. 4 is taken as an example to explain it more clearly.
  • the number of regions (pixels) constituting the image piece g1 is 4 ⁇ 4.
  • the set value for the area ratio of the region of the image piece g1 corresponding to the reflection wavelength band ⁇ 1 is set to 0.25 in order to reproduce the spectrum distribution of the target color in the image piece g1.
  • the set value for the area ratio of the region having the reflection wavelength band ⁇ 2 is temporarily set to 0.25, and the set value for the area ratio of the region having the reflection wavelength band ⁇ 3 is temporarily set to 0.5. It is assumed that the set value for the area ratio of the region having the reflection wavelength band ⁇ 4 is set to 0.
  • FIG. 5 is a diagram showing the exposure amount for each region in each part of the image, and specifically shows the exposure amount for each region constituting the image piece g1 in the film 51a.
  • the pattern piece corresponding to the image piece g1 is formed by reflecting the setting contents shown in FIG. Specifically, the number and arrangement position of each of the openings Mc and the rectangular dots Md in the pattern piece are determined according to the set value of the target area ratio for each reflection wavelength band. Thereafter, the above-mentioned pattern piece is formed based on the determination result. For example, in the photomask M1, the pattern piece shown in FIG. 6 is formed, in the photomask M2, the pattern piece shown in FIG. 7 is formed, and in the photomask M3, the pattern piece shown in FIG. Then, the pattern piece shown in FIG. 9 is formed.
  • FIGS. 6 to 9 are diagrams showing pattern pieces formed by reflecting the setting contents shown in FIG. 5 in each of the photomasks M1, M2, M3, and M4.
  • FIGS. 6 to 9 numerical values indicating the exposure amount in the corresponding region in the film 51a are shown for reference in each part of the pattern piece.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of the image forming flow.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the sample image SG.
  • the sample image SG may be formed using the same apparatus as the image forming apparatus 10 that forms the original image to be formed, or may be formed using the image forming apparatus 10 that forms the original image to be formed. May be formed using a different device. Further, the sample image SG may be formed before the image forming flow.
  • the sample image SG is configured by arranging a plurality of rectangular band-shaped patches side by side.
  • each of the plurality of patches has a different reflection wavelength band from each other, in other words, presents mutually different colors. That is, a portion of the film 51a corresponding to each of the plurality of patches is exposed at an exposure amount corresponding to the reflection wavelength band of each patch.
  • the reflection wavelength bands are uniform in the same patch, in other words, the color of each patch is a single color.
  • the sample image SG shown in FIG. 11 has 12 patches.
  • the patch from the rightmost patch P1 to the second patch P11 from the left in FIG. 11 is a colored patch, and is closer to blue toward the left and redder toward the right. Become closer to That is, the patches located on the right side in FIG. 11 are exposed with a larger exposure amount during the pattern exposure processing.
  • the leftmost patch is the specific patch Px
  • the reflection wavelength band is the wavelength range of infrared light. That is, in the specific patch Px, visible light is transmitted without being reflected.
  • the specific patch Px may be a patch whose reflection wavelength band is a wavelength range of ultraviolet light.
  • the number of patches and the color of each patch in the sample image SG are not particularly limited, and can be set arbitrarily.
  • the spectral distribution of the color of each part of the sample image SG is measured for each patch (S002).
  • a known measuring method spectroscopy
  • a measuring method using a known spectrophotometer can be used.
  • a measurement result is obtained for the color spectral distribution of the colored patch illustrated in FIG. 12, and a spectral distribution measured for the specific patch Px is obtained.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the spectral distribution measured for the color of the colored patch in the sample image SG.
  • FIG. 12 shows a spectrum distribution when the number of patches is set to 14.
  • the spectral distribution of the color of each patch is measured in the image forming flow, but the measurement result of the spectral distribution may be stored in a memory (not shown) of the image forming apparatus 10. . Then, in the subsequent image forming flow, the measurement result of the spectrum distribution stored in the memory may be read. Accordingly, in the subsequent image forming flow, step S001 of forming the sample image SG and step S002 of measuring the spectral distribution of the color of each patch can be omitted. Instead of actually measuring the spectrum distribution, data indicating the measurement result of the spectrum distribution for each patch color may be obtained by communicating with an external device (for example, a server on the Internet) via a network.
  • an external device for example, a server on the Internet
  • a spectral distribution is obtained for the target color of each part (image piece) of the image to be formed (S003). Specifically, a reflection spectrum when light is irradiated to a substance exhibiting a target color is actually measured, or data indicating the reflection spectrum is obtained from an external device. Thus, the spectrum distribution shown in FIG. 13 is obtained for the target color.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a spectrum distribution of a target color.
  • the spectral distribution of the target color is acquired in principle for each part of the image (each image piece), but when the target color is the same between a plurality of parts, and the entire image is formed of a single color. In this case, the number of times of acquiring the spectrum distribution of the target color can be reduced.
  • the setting unit 22 of the image forming apparatus 10 calculates a weight for reproducing the target color in each part of the image to be formed (S004).
  • the “weight” is a value (absolute amount) calculated for the color of each patch, in other words, for the reflection wavelength band of each patch, and is calculated for each color.
  • the weight as the absolute amount may be different, and for example, the weight may be different between bright red and dark red.
  • the weight is calculated based on the spectral distribution of the color of each patch measured in step S002 and the spectral distribution of the target color acquired in step S003. More specifically, in reproducing the target color using the color of each patch, the influence of the color of each patch is quantified from the spectral distribution of each color of the patch and the target color, and the result is obtained. Calculated as weight.
  • the setting unit 22 of the image forming apparatus 10 sets a set value for the target area ratio in each part of the image to be formed (S005). More specifically, the setting unit 22 sets the above set values for each reflection wavelength band based on the spectrum distribution of the target color and the spectrum distribution measured for each patch for each patch color. More specifically, when setting the above setting value, the setting unit 22 refers to the weight for each reflection wavelength band calculated in step S004, and divides each weight by the total sum of the weights into a reflection wavelength band. Set as a set value for each. In this embodiment, in step S005, the matching between the spectral distribution of the color of each patch measured in step S002 and the spectral distribution of the target color acquired in step S003 is evaluated.
  • the matching is evaluated by multiplying the entire spectral distribution of the color of the colored patch measured in step S002 by a constant value ⁇ so that the error in the weight is minimized.
  • ⁇ is 1 or more
  • the reflectance of the color in the cholesteric liquid crystal layer becomes lower than the reflectance of the target color.
  • the setting value of the target area ratio is set to 0 for a region where the reflection wavelength band is a wavelength region of infrared light or ultraviolet light.
  • the value of ⁇ is considered as the area ratio of a region where the reflection wavelength band is a wavelength region of infrared light or ultraviolet light.
  • the set value of the target area ratio is obtained from the respective weights for the region where the reflection wavelength band is the wavelength region of visible light. Set based on the set value.
  • the set value of the target area ratio is set for each reflection wavelength band.
  • the setting value for each reflection wavelength band is, specifically, the same number of setting values as the number of patches, and includes a setting value for the wavelength region of visible light and a setting value for the wavelength region of infrared light or ultraviolet light.
  • the set value for the visible light wavelength range is a value set to reproduce the target color spectral distribution (hereinafter, a color reproduction set value).
  • the set value for the wavelength range of infrared light or ultraviolet light is a value set for reproducing the lightness of the target color (hereinafter, a lightness reproducing set value).
  • the setting unit 22 sets a combination of the same number of color reproduction setting values as the number of color patches and one lightness reproduction setting value for each target color.
  • the mask production section 24 of the image forming apparatus 10 produces a photomask used in the pattern exposure processing (S006).
  • the mask producing unit 24 performs pattern formation according to the set value set for each reflection wavelength band in step S005, that is, the value of the target area ratio set for each reflection wavelength band based on the spectral distribution of the target color.
  • Form MP
  • the same number of photomasks as the patches formed on the sample image SG are manufactured.
  • the mask manufacturing unit 24 manufactures each photomask such that when the pattern exposure process is performed using all the photomasks, the target area ratio for each reflection wavelength band in each part of the image becomes a set value. .
  • the film forming unit 12 of the image forming apparatus 10 forms the liquid crystal composition film 51a on one surface of the transparent substrate (S007).
  • the thickness of the coating film is not particularly limited, but is preferably from 0.1 to 20 ⁇ m, more preferably from 0.2 to 15 ⁇ m, further preferably from 0.5 to 10 ⁇ m, from the viewpoint that the cholesteric liquid crystal layer has excellent reflectivity. preferable.
  • the exposure unit 14 and the adjustment unit 16 of the image forming apparatus 10 perform pattern exposure processing on the film 51a (S008).
  • the exposure unit 14 performs imagewise exposure of the film 51a in accordance with the image to be formed. More specifically, the exposure unit 14 exposes each region of the film 51a with an exposure amount corresponding to each region by using the photomask manufactured in step S006.
  • the exposure unit 14 performs mask exposure the same number of times as the number of photomasks, and performs exposure while increasing the number of photomasks to be used one by one each time each time the number of photomasks increases.
  • the adjustment unit 16 adjusts the exposure amount of the exposure unit 14 in each region of the film 51a using a photomask. More specifically, the adjustment unit 16 sets the target area ratio for each reflection wavelength band in each part of the image to the respective set value at the time when the final mask exposure is completed. Adjust the exposure.
  • the adjusting unit 16 can adjust the exposure amount at the same number of adjustment levels as the number of photomasks.
  • an adjustment level excluding one level (hereinafter, referred to as a normal adjustment level) is an adjustment level for setting the reflection wavelength band to the wavelength range of visible light.
  • the adjustment level for setting the same reflection wavelength band as each of the 11 types of color patches P1 to P11 is a normal adjustment level.
  • the remaining one adjustment level is a specific adjustment level for setting the reflection wavelength band to a wavelength range of infrared light or ultraviolet light.
  • an adjustment level for setting the same reflection wavelength band as the specific patch Px is a specific adjustment level.
  • the adjustment unit 16 sets the area ratio of the region where the exposure is performed at the exposure amount adjusted to the normal adjustment level (that is, the target area ratio of the region where the reflection wavelength band is the wavelength region of visible light).
  • the exposure amount in each region of the film 51a is adjusted so that the set value for color reproduction corresponds to the adjustment level.
  • the adjusting unit 16 controls an area ratio at which exposure is performed at an exposure amount adjusted to a specific adjustment level (that is, a target area ratio of a region where a reflection wavelength band is a wavelength region of infrared light or ultraviolet light). Is adjusted in such a manner that is a preset value.
  • the “predetermined value” is the above-described brightness reproduction setting value.
  • the exposure amount adjustment as described above at the end of the pattern exposure processing, the area of the region where the reflection wavelength band is the same in each part of the film 51a (strictly, the exposed film 51b) for each reflection wavelength band.
  • the ratio is a set value corresponding to each reflection wavelength band.
  • the pattern exposure processing can be performed by scanning exposure without using a photomask, as described above.
  • the number of exposure intensity exposures, the exposure time, and the like can be controlled imagewise for each region. Therefore, also in the scanning exposure, it is possible to adjust the exposure amount in each region of the film 51a so that the target area ratio has a corresponding set value for each reflection wavelength band.
  • the heating unit 18 of the image forming apparatus 10 performs a heat treatment on the exposed film 51b in order to orient the liquid crystal compound to a cholesteric liquid crystal phase (S009).
  • the liquid crystal phase transition temperature of the liquid crystal composition is preferably from 10 to 250 ° C, more preferably from 10 to 150 ° C, from the viewpoint of production suitability.
  • As a preferable heating condition it is desirable to perform heating at 40 to 100 ° C. (preferably 60 to 100 ° C.) for 0.5 to 5 minutes (preferably 0.5 to 2 minutes).
  • the ultraviolet irradiation unit 20 of the image forming apparatus 10 performs a curing process on the heated film 51c to fix the cholesteric liquid crystal phase and form the cholesteric liquid crystal layer 40 (S010). More specifically, the heated film 51c is irradiated with ultraviolet light in an environment where the temperature has reached room temperature in a nitrogen atmosphere or in an environment where the temperature has been about 60 ° C. in an oxygen atmosphere. No particular limitation is imposed on the irradiation amount of the ultraviolet, preferably about 100 ⁇ 800mJ / cm 2, 200mJ / cm 2 or less being more preferred.
  • the time for irradiating the ultraviolet rays is not particularly limited, but may be appropriately determined from the viewpoint of the strength and the productivity of the obtained reflective layer.
  • the exposure unit 14 exposes the film 51a of the liquid crystal composition according to the image to be formed, and the adjusting unit 16 The exposure amount in each region of the film 51a is adjusted. Then, the adjustment unit 16 sets the area ratio (target area ratio) of the region having the same reflection wavelength band in each part of the image to a set value set based on the spectrum distribution of the target color of each part of the image. Thus, the exposure amount in each region of the film 51a is adjusted. This makes it possible to reproduce the spectral distribution of the target color of each part of the image in a good and easy manner.
  • a color reproduction technology a color reproduction technology using a cholesteric liquid crystal layer is conceivable, and an example thereof is a color reproduction technology using an apparatus described in Patent Document 1.
  • the device described in Patent Document 1 adjusts the irradiation light amount based on the correspondence relationship between the light amount and the color. When adjusting the irradiation light amount, the color spectrum of each part of the image to be recorded is adjusted. It does not take distribution into account.
  • the target area ratio in each part of the image is a value set based on the spectral distribution of the target color in each part of the image (specifically, the color reproduction). That is, in the present invention, the exposure amount is adjusted in consideration of the spectral distribution of the target color. As a result, in each part of the image, it is possible to satisfactorily reproduce the spectral distribution of the target color of the part. Further, since the spectral distribution can be reproduced for an arbitrary color (in other words, visible light of an arbitrary wavelength) by controlling the exposure amount, it is cheaper and shorter in time than the color reproduction technology using the ink of the specific color. Color reproduction becomes possible.
  • the target area ratio in each part of the image is set to a preset value (specifically, in the reflection wavelength band that is the infrared light or ultraviolet light wavelength band).
  • the exposure amount in each region of the film 51a is adjusted so as to be a value (brightness reproduction setting value). As a result, it is possible to satisfactorily reproduce the brightness of each part of the image.
  • Examples of a material used for forming the cholesteric liquid crystal layer include a liquid crystal composition containing a liquid crystal compound.
  • the liquid crystal compound is preferably a liquid crystal compound having a polymerizable group (polymerizable liquid crystal compound).
  • the liquid crystal composition including the polymerizable liquid crystal compound may further include a chiral agent, a polymerization initiator, and the like.
  • each component will be described in detail.
  • the polymerizable liquid crystal compound may be a rod-shaped liquid crystal compound or a disc-shaped liquid crystal compound, but is preferably a rod-shaped liquid crystal compound.
  • Examples of the rod-shaped polymerizable liquid crystal compound forming the cholesteric liquid crystal layer include a rod-shaped nematic liquid crystal compound.
  • rod-shaped nematic liquid crystal compound examples include azomethines, azoxys, cyanobiphenyls, cyanophenyl esters, benzoates, cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, cyanophenylcyclohexanes, cyano-substituted phenylpyrimidines, and alkoxy-substituted phenylpyrimidines.
  • Phenyldioxane, tolan and alkenylcyclohexylbenzonitrile are preferred.
  • the polymerizable liquid crystal compound not only a low molecular weight liquid crystal compound but also a high molecular weight liquid crystal compound can be used.
  • the polymerizable liquid crystal compound is obtained by introducing a polymerizable group into the liquid crystal compound.
  • the polymerizable group include an unsaturated polymerizable group, an epoxy group, and an aziridinyl group. An unsaturated polymerizable group is preferable, and an ethylenically unsaturated polymerizable group is more preferable.
  • the polymerizable group can be introduced into the molecule of the liquid crystal compound by various methods.
  • the number of polymerizable groups contained in the polymerizable liquid crystal compound is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3.
  • Examples of the polymerizable liquid crystal compound include Makromol. Chem. 190, 2255 (1989), Advanced Materials, Vol. 5, 107 (1993), U.S. Pat.
  • the amount of the polymerizable liquid crystal compound in the liquid crystal composition is preferably 75 to 99.9% by mass, and more preferably 80 to 99% by mass based on the mass of the solid content of the liquid crystal composition (the mass excluding the solvent). %, More preferably from 85 to 90% by mass.
  • the chiral agent has a function of inducing a helical structure of a cholesteric liquid crystal phase.
  • the chiral compound has a different twist direction or spiral pitch of the helix induced by the compound, and thus may be selected according to the purpose.
  • the chiral agent is not particularly limited, and may be a known compound (eg, Liquid Crystal Device Handbook, Chapter 3, Section 4-3, TN (twisted nematic), chiral agent for STN (Super-twisted nematic), page 199, Japan Science) (Japan Society for the Promotion of Society, 142nd Committee, 1989)), isosorbide, and isomannide derivatives.
  • the chiral agent generally contains an asymmetric carbon atom, but an axially asymmetric compound or a planar asymmetric compound containing no asymmetric carbon atom can also be used as the chiral agent.
  • the axially asymmetric compound or the planar asymmetric compound include binaphthyl, helicene, paracyclophane, and derivatives thereof.
  • the chiral agent may have a polymerizable group. When both the chiral agent and the liquid crystal compound have a polymerizable group, the polymerization reaction between the polymerizable chiral agent and the polymerizable liquid crystal compound results in a repeating unit derived from the polymerizable liquid crystal compound, and a derivative derived from the chiral agent.
  • the polymerizable group of the polymerizable chiral agent is preferably the same type of group as the polymerizable group of the polymerizable liquid crystal compound. Therefore, the polymerizable group of the chiral agent is also preferably an unsaturated polymerizable group, an epoxy group or an aziridinyl group, more preferably an unsaturated polymerizable group, and more preferably an ethylenically unsaturated polymerizable group. More preferred. Further, the chiral agent may be a liquid crystal compound.
  • a chiral agent capable of changing the helical pitch of the phase (hereinafter also referred to as a photosensitive chiral agent).
  • a photosensitive chiral agent is a compound that changes its structure by absorbing light and can change the helical pitch of a cholesteric liquid crystal phase.
  • a compound that causes at least one of a photoisomerization reaction, a photodimerization reaction, and a photolysis reaction is preferable.
  • the compound that causes a photoisomerization reaction refers to a compound that causes stereoisomerization or structural isomerization by the action of light.
  • the photoisomerizable compound include an azobenzene compound and a spiropyran compound.
  • a compound that causes a photodimerization reaction means a compound that undergoes an addition reaction between two groups to be cyclized by irradiation with light.
  • the photodimerizing compound include cinnamic acid derivatives, coumarin derivatives, chalcone derivatives, and benzophenone derivatives.
  • a chiral agent represented by the following formula (I) is preferably exemplified.
  • This chiral agent can change the orientation structure such as the helical pitch (twisting force and helical twist angle) of the cholesteric liquid crystal phase according to the amount of light at the time of light irradiation.
  • Ar 1 and Ar 2 represent an aryl group or a heteroaromatic ring group.
  • the aryl group represented by Ar 1 and Ar 2 may have a substituent, and preferably has 6 to 40 carbon atoms, and more preferably 6 to 30 carbon atoms.
  • the substituent include a halogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group, a hydroxyl group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an acyloxy group, a carboxyl group, a cyano group, or a heterocyclic group.
  • substituents are preferred, and halogen atoms, alkyl groups, alkenyl groups, alkoxy groups, hydroxyl groups, acyloxy groups, alkoxycarbonyl groups, or aryloxycarbonyl groups are more preferred.
  • Another preferred embodiment of the substituent includes a substituent having a polymerizable group.
  • the polymerizable group include an unsaturated polymerizable group, an epoxy group, and an aziridinyl group, and an acryloyl group or a methacryloyl group is preferable.
  • the substituent having a polymerizable group preferably further contains an arylene group.
  • Arylene groups include phenylene groups.
  • Preferred examples of the substituent having a polymerizable group include a group represented by the formula (A). * Represents a bonding position.
  • Formula (A) * -L A1- (Ar) n -L A2 -P Ar represents an arylene group.
  • P represents a polymerizable group.
  • L A1 and L A2 each independently represent a single bond or a divalent linking group. Examples of the divalent linking group include —O—, —S—, —NR F — (R F represents a hydrogen atom or an alkyl group), —CO—, an alkylene group, an arylene group, and these groups. Combinations of groups (eg, -O-alkylene group -O-) are mentioned.
  • n represents 0 or 1.
  • an aryl group represented by the following general formula (III) or (IV) is preferable.
  • R 1 in the general formula (III) and R 2 in the general formula (IV) each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heterocyclic group, an alkoxy group, Represents a hydroxyl group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an acyloxy group, a carboxyl group, a cyano group, or a substituent having the above polymerizable group (preferably, a group represented by the formula (A)).
  • a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an alkoxy group, a hydroxyl group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an acyloxy group, or a substituent having the above polymerizable group preferably, A group represented by the formula (A) is preferable, and an alkoxy group, a hydroxyl group, an acyloxy group, or a substituent having the above polymerizable group (preferably, a group represented by the formula (A)) is more preferable.
  • L 1 in the general formula (III) and L 2 in the general formula (IV) each independently represent a halogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, or a hydroxyl group, and an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms; Alternatively, a hydroxyl group is preferred.
  • l represents an integer of 0, 1 to 4, and 0 and 1 are preferable.
  • m represents an integer of 0, 1 to 6, and 0 and 1 are preferable.
  • L 1 and L 2 may represent mutually different groups.
  • the heteroaromatic group represented by Ar 1 and Ar 2 may have a substituent, and preferably has 4 to 40 carbon atoms, and more preferably 4 to 30 carbon atoms.
  • a substituent for example, a halogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkoxy group, a hydroxyl group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an acyloxy group, or a cyano group is preferable.
  • a halogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an alkoxy group, or an acyloxy group is more preferred.
  • heteroaromatic ring group examples include a pyridyl group, a pyrimidinyl group, a furyl group, and a benzofuranyl group. Of these, a pyridyl group or a pyrimidinyl group is preferable.
  • the content of the chiral agent in the liquid crystal composition is preferably from 0.01 to 200 mol%, more preferably from 1 to 30 mol%, based on the total molar amount of the polymerizable liquid crystal compound.
  • the liquid crystal composition contains a polymerizable compound, it preferably contains a polymerization initiator.
  • the polymerization initiator used is preferably a photopolymerization initiator capable of initiating the polymerization reaction by irradiation with ultraviolet light.
  • the photopolymerization initiator include ⁇ -carbonyl compounds (described in US Pat. Nos. 2,367,661 and 2,367,670), acyloin ethers (described in US Pat. No. 2,448,828), and ⁇ -hydrocarbon-substituted aromatic compounds Group acyloin compounds (described in US Pat. No.
  • the content of the photopolymerization initiator in the liquid crystal composition is preferably from 0.1 to 20% by mass, more preferably from 0.5 to 12% by mass, based on the content of the polymerizable liquid crystal compound.
  • liquid crystal composition if necessary, a surfactant, a crosslinking agent, a polymerization inhibitor, an antioxidant, a horizontal alignment agent, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a coloring material, and metal oxide fine particles And the like can be added as long as the optical performance and the like are not reduced.

Abstract

画像各部分の目標色のスペクトル分布を良好且つ容易に再現することが可能な画像形成装置及び画像形成方法を提供する。　コレステリック液晶層に画像を形成する画像形成装置において、露光部が、膜に対して画像に応じて露光を行い、調整部により、膜の各領域における露光部の露光量を調整する。調整部は、画像の各部分において反射波長帯域が同一である領域の面積率が、画像の各部分の目標色のスペクトル分布に基づいて設定された値となるように、膜の各領域における露光量を調整する。

Description

画像形成装置及び画像形成方法
　本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に係り、特に、コレステリック液晶層に画像を形成する画像形成装置及び画像形成方法に関する。
　画像形成方法としては、例えば、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）及びＫ（ブラック）の４色のインクを利用したデジタル印刷、具体的には網点印刷が従来から用いられている。ＹＭＣＫ４色のインクを用いた印刷方法において特定の色を再現する場合、ある光源から発せられたある波長の光の下で観察された一つの色については、忠実に再現することができる。しかし、上記の印刷方法で再現された色を別の光源の光（厳密には、別の波長の光）の下で観察すると、色の再現性が崩れてしまう。これは、印刷物からの反射光のスペクトル分布が再現されないためである。
　特定の色（以下、再現対象色と言う。）についてスペクトル分布を正確に再現しようとする場合、再現対象色が一つのみであるならば、ＹＭＣＫ４色のインクを用いずに、例えば再現対象色と同色のインクで対応することが可能である。ただし、再現対象色が複数あるときには、その数だけ再現対象色と同色のインクを用意する必要があり、各色のスペクトル分布を再現するのに多大なコスト及び時間を要するため、非現実的な対応となる。
　一方、画像形成装置の中には、コレステリック液晶層に画像を形成する装置が存在する。その一例としては、特許文献１に記載の装置（特許文献１では、「露光装置」と表記）が挙げられる。特許文献１に記載の装置は、コレステリック液晶性化合物からなる記録媒体にカラー画像を記録する。より詳しく説明すると、特許文献１に記載の装置は、光源からのレーザー光の光量を照射量制御手段で制御し、照射位置制御手段により記録媒体上のレーザー光照射位置を制御して記録媒体を走査する。また、特許文献１に記載の装置において、画像イメージ記憶手段は、画像データ記憶手段に記憶された記録すべき画像データの単位毎の色情報を基に、色設定記憶手段を参照して、照射する光量とそれに応じた色との対応関係から得られる光量情報を記憶し、また、画像データ記憶手段に記憶された記録すべき画像データの単位毎の位置情報を記憶する。さらに、特許文献１に記載の装置では、画像イメージ記憶手段に記憶された位置情報が照射位置制御手段に対して、光量情報が照射量制御手段に対してそれぞれ制御手段により出力されて、各々の動作が制御される。
　以上のように構成された特許文献１に記載の装置によれば、記録すべきカラー画像に対応した信号を生成し、その信号を記録媒体の特性に合わせて信号処理し、記録媒体に所定のカラー画像を記録させることが可能である。
特開２００５－１１１９３５号公報
　特許文献１に記載の装置では、前述したように、照射光量とそれに応じた色との対応関係に基づいて、記録すべき画像データの単位毎の色情報を照射光量に変換する。このように特許文献１に記載の装置は、光量と色との対応関係に基づいて照射光量を調整するが、記録すべき画像の各部分の色のスペクトル分布を考慮するものではない。
　一方、記録すべき画像の各部分の色のスペクトル分布を精度よく再現することが可能な画像形成技術が求められている。スペクトル分布を再現する技術としては、当然ながら、多大なコスト及び手間を要しない技術であることが好ましい。
　そこで、本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、以下に示す目的を解決することを課題とする。
　すなわち、本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、画像各部分の目標色のスペクトル分布を良好且つ容易に再現することが可能な画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。
　上記の目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、コレステリック液晶層に画像を形成する画像形成装置であって、コレステリック液晶層を構成する液晶組成物の膜に対し、画像に応じて露光を行う露光部と、膜の各領域における露光部の露光量を調整するための調整部と、を有し、調整部は、画像の各部分において反射波長帯域が同一である領域の面積率が、画像の各部分の目標色のスペクトル分布に基づいて設定された値となるように、膜の各領域における露光量を調整することを特徴とする。
　上記のように構成された本発明の画像形成装置では、画像各部分において反射波長帯域が同一である領域の面積率が、画像各部分の目標色のスペクトル分布に基づいて設定された値となるように、膜の各領域における露光量を調整する。これにより、画像各部分の目標色のスペクトル分布を良好且つ容易に再現することが可能となる。
　また、上記の画像形成装置において、露光部は、複数回の露光を行い、調整部は、露光部から発せられた光を調整するためのフォトマスクを複数有し、各回の露光において用いられるフォトマスクが変わることで、膜の各領域における露光量を調整すると、好適である。
　上記の構成によれば、膜の各領域における各回の露光量をフォトマスクによって簡単に調整することができる。
　また、上記の画像形成装置において、複数のフォトマスクの各々には、露光部から発せられた光が透過可能な開口部が設けられたパターンが形成されており、複数のフォトマスクの各々のパターンは、目標色のスペクトル分布に基づいて反射波長帯域毎に設定された面積率の値に応じて形成されていると、より好適である。
　上記の構成によれば、各フォトマスクのパターンが画像各部分の目標色のスペクトル分布を反映しているため、各フォトマスクを用いることで、画像各部分の目標色のスペクトル分布を良好且つ容易に再現することが可能となる。
　また、上記の画像形成装置において、調整部は、面積率が目標色のスペクトル分布、及び予め準備されたサンプル画像の各部の色のスペクトル分布に基づいて設定された値となるように、膜の各領域における露光量を調整すると、更に好適である。
　上記の構成によれば、膜の各領域における露光量を調整する際に、サンプル画像各部の色のスペクトル分布を利用して調整する。これにより、露光量をより適切に調整することができ、この結果、画像各部分の目標色のスペクトル分布をより良好に再現することが可能となる。
　また、上記の画像形成装置において、サンプル画像は、互いに色が異なる複数のパッチを有し、サンプル画像の各部の色のスペクトル分布は、複数のパッチの各々の色についてパッチ別に測定したスペクトル分布であると、より一層好適である。
　上記の構成であれば、色別のパッチを複数有するサンプル画像を利用して、露光量をさらに適切に調整することができる。この結果、画像各部分の目標色のスペクトル分布を一段と良好に再現することが可能となる。
　また、上記の画像形成装置において、目標色のスペクトル分布、及び、複数のパッチの各々の色についてパッチ別に測定したスペクトル分布に基づいて、面積率に対する設定値を、反射波長帯域毎に設定する設定部を有し、調整部は、それぞれの反射波長帯域について、面積率が設定値となるように膜の各領域における露光量を調整すると、尚一層好適である。
　上記の構成では、面積率の設定値を反射波長帯域毎に設定し、それぞれの反射波長帯域について、面積率が設定値となるように膜の各領域における露光量を調整する。これにより、露光量をより一層適切に調整することができるので、画像各部分の目標色のスペクトル分布を益々良好に再現することが可能となる。
　また、上記の画像形成装置において、調整部は、６段階以上の調整レベルにて露光量を調整し、反射波長帯域は、調整レベルに応じて変化するとよい。
　上記の構成では、一般的なＹＭＣＫ４色の色再現、並びに、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）及びＢ（ブルー）の３色の色再現と比較して用いる色の種類数が多くなる。これにより、画像各部分の目標色のスペクトル分布を更に良好に再現することが可能となる。
　また、上記の画像形成装置において、画像の各部分において、特定の調整レベルに調整された露光量にて露光が行われた領域の反射波長帯域は、可視光の波長域から外れ、調整部は、反射波長帯域が可視光の波長域から外れる領域の面積率が予め設定された値となるように、膜の各領域における露光量を調整すると、更によい。
　上記の構成であれば、画像各部分の目標色のスペクトル分布についての再現バリエーションが増える。
　また、上記の画像形成装置において、特定の調整レベルに調整された露光量にて露光が行われた領域の反射波長帯域は、赤外光又は紫外光の波長域であると、尚よい。
　上記の構成では、反射波長帯域が赤外光又は紫外光の波長域である領域の面積率を制御することで、画像の明度を調整することができる。これにより、画像各部分の目標色について明度及びスペクトル分布を良好に再現することが可能である。
　また、前述の課題を解決するために、本発明の画像形成方法は、コレステリック液晶層に画像を形成する画像形成方法であって、コレステリック液晶層を構成する液晶組成物の膜に対し、画像に応じて露光を行う工程と、膜の各領域における露光量を調整する工程と、を実施し、露光量を調整する工程では、画像の各部分において反射波長帯域が同一である領域の面積率が、画像の各部分の目標色のスペクトル分布に基づいて設定された値となるように、膜の各領域における露光量を調整することを特徴とする。
　上記の方法によれば、画像各部分の目標色のスペクトル分布を良好且つ容易に再現することが可能となる。
　本発明によれば、画像各部分の目標色のスペクトル分布を良好且つ容易に再現することが可能な画像形成装置及び画像形成方法を提供することができる。
コレステリック液晶層に画像を形成する基本手順を示す図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を説明するためのブロック図である。 フォトマスクの一例を示す図である。 コレステリック液晶層に形成される画像の一例を示す図である。 画像の各部分における領域毎の露光量を示す図である。 各フォトマスクにおいて、図５に図示の設定内容を反映させて形成されたパターン片を示す図である（その１）。 各フォトマスクにおいて、図５に図示の設定内容を反映させて形成されたパターン片を示す図である（その２）。 各フォトマスクにおいて、図５に図示の設定内容を反映させて形成されたパターン片を示す図である（その３）。 各フォトマスクにおいて、図５に図示の設定内容を反映させて形成されたパターン片を示す図である（その４）。 画像形成フローの一例を示す図である。 サンプル画像を示す図である。 サンプル画像中の有色パッチの色について測定したスペクトル分布の一例を示す図である。 目標色のスペクトル分布を示す図である。
　以下では、本発明の一実施形態（本実施形態）に係る画像形成装置及び画像形成方法について、添付の図面に示す好適な実施形態を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の理解を容易にするために挙げた一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。すなわち、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、以下に説明する実施形態から変更又は改良され得る。また、当然ながら、本発明には、その等価物が含まれる。
　また、本明細書において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
　また、本明細書において、含有率及び使用量を表す「％」及び「部」は、特記しない限り質量基準である。
　また、本明細書において、「同じ」、「同様」及び「同一」は、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。また、本明細書において、「全部」、「いずれも」及び「全面」等というとき、１００％である場合のほか、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含み、例えば９９％以上、９５％以上、又は９０％以上である場合を含むものとする。
　また、本明細書において、色とは、色相、明度及び彩度の三要素によって表される。また、色のスペクトル分布とは、その色を呈する物（部材）での反射スペクトルの分布を意味する。
　また、本明細書において、反射波長帯域は、人間が視覚することができる波長域を含み、特に、一般的な視感度を想定した測定機器類が測定対象とする、３８０ｎｍ～７８０ｎｍの波長域を含む。なお、反射波長帯域は、対象となる物（部材）における透過率の極小値Ｔｍｉｎ（％）とした場合に、下記の式で表される半値透過率：Ｔ１／２（％）を示す２つの波長を上限値及び下限値とする範囲である。
　半値透過率を求める式：　Ｔ１／２＝１００－（１００－Ｔｍｉｎ）÷２
　また、本明細書において、可視光は、人の目で見える波長の光であり、その波長域は、３８０～７８０ｎｍである。また、可視光の波長域から外れる領域は、３８０ｎｍ未満の波長域、又は７８０ｎｍを超える波長域である。また、赤外光は、７８０ｎｍ超で、且つ１ｍｍ以下の波長域の光である。紫外光は、１０ｎｍ以上で、且つ３８０ｎｍ未満の波長域の光である。
　また、本明細書において、露光量は、露光対象領域における総露光量（単位：ｍＪ／ｃｍ２）であり、露光対象領域における露光時間、及び、露光対象領域を露光する際の露光強度（照射強度）等に依存して変化し、露光時間及び露光強度が増加するほど増加する。
［コレステリック液晶層及び画像形成の基本手順］
　本実施形態に係る画像形成装置の説明に先立って、コレステリック液晶層、及びコレステリック液晶層に画像を形成する基本手順について説明する。
　コレステリック液晶層は、コレステリック液晶相を含む層であり、液晶組成物によって構成される。コレステリック液晶層は、コレステリック液晶相を固定してなる層であることが好ましいが、これに限定されず、固定化されなくてもよい。また、コレステリック液晶相が露光されると、露光量に応じてコレステリック液晶相の螺旋ピッチの長さが変化する。ここで、コレステリック液晶相の反射波長帯域は、螺旋ピッチの長さに応じて決まり、また、コレステリック液晶相は、その反射波長帯域に応じた色を呈する（厳密には、反射波長帯域に対応した色の光を反射する）。
　次に、コレステリック液晶層に画像を形成する基本手順について、図１を参照しながら説明する。図１は、コレステリック液晶層に画像を形成する基本手順を示す図である。コレステリック液晶層に画像を形成するには、図１に示すように、下記の第一工程から第四工程を順に実施する。
　第一工程では、プラスチックフィルム又は薄層ガラスからなる透明基材（図示せず）の表面上に、重合性液晶化合物及び感光性キラル剤を含む液晶組成物を塗布して、膜５１ａ（塗布膜）を形成する。塗布方法としては、公知の方法を適用できる。また、必要に応じて、液晶組成物を塗布した後、乾燥処理を実施してもよい。
　なお、透明基材の材質となり得るプラスチックとしては、例えば、セルロース系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、（メタ）アクリル系ポリマー、スチレン系ポリマー、ポリオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、アミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、及びポリエーテルエーテルケトン系ポリマー等が挙げられ、中でもポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、又は（メタ）アクリル系ポリマーが好ましい。
　なお、透明基材は、実質的に可視光領域に吸収域を有さない透明基材を意味する。透明基材の特性に関して、３８０ｎｍ～７８０ｎｍの波長域の平均透過率については、８０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。また、透明基材の厚みについては、特に限定されないが、１～１００μｍが好ましく、２～５０μｍがより好ましい。
　第二工程では、光源Ｓを用いて、膜５１ａに対してパターン露光処理を実施する。パターン露光処理では、例えば、所定の開口パターンを有するフォトマスクＭを透明基材に貼り付けて、フォトマスクＭを介して、感光性キラル剤が感光する波長の光を照射する。これにより、膜５１ａ中の２つ以上の領域に対して、それぞれ、互いに異なる露光量にて露光が行われる。
　そして、パターン露光処理により、膜５１ａの一部分（すなわち、マスクされていない部分）が露光され、露光済み膜５１ｂが形成される。露光済み膜５１ｂ中、露光された部分では、感光性キラル剤が感光し、その構造が変化する。
　なお、フォトマスクＭは、透明基材において膜５１ａとは反対側の面（裏面）に貼り付けられてもよく、その場合には透明基材の裏側から光が照射されることになる。反対に、透明基材において膜５１ａと同じ側の面にフォトマスクＭが貼り付けられてもよく、その場合には透明基材の表側から光が照射されることになる。
　また、第二工程において、パターン露光処理後には、必要に応じて、感光性キラル剤が感光する光を光源Ｓから膜５１ａ全面に照射する全面露光処理を行ってもよい。全面露光処理により、パターン露光処理では未露光であった領域のキラル剤を感光させて、所定の螺旋ピッチが得られるように、螺旋誘起力を調整することができる。
　第三工程では、加熱源Ｔを用いて、露光済み膜５１ｂに対して加熱処理（熟成処理）を施し、加熱済み膜５１ｃを形成する。加熱済み膜５１ｃでは、液晶化合物が配向して、コレステリック液晶相が形成される。なお、加熱済み膜５１ｃにおいては、露光量が異なる複数の領域がある。露光量が異なる複数の領域のそれぞれでは、露光量に応じてコレステリック液晶相の螺旋ピッチの長さが異なり、それに応じて反射波長帯域が相違する。そして、反射波長帯域が異なる複数の領域は、それぞれ、反射波長帯域と対応する色を呈する。
　第四工程では、紫外線光源Ｕから紫外線を加熱済み膜５１ｃに向けて照射して加熱済み膜５１ｃ（すなわち、コレステリック液晶相の状態にある膜）を硬化させる。これにより、コレステリック液晶相が固定してなる層、すなわちコレステリック液晶層４０が形成される。そして、コレステリック液晶層４０には、反射波長帯域が異なる複数の領域によって構成された有色の画像が形成される。なお、硬化方法は、特に限定されず、光照射による硬化方法の他に、加熱による硬化方法も利用可能である。
　以上に説明した一連の工程が実施されることで、画像が形成されたコレステリック液晶層４０が得られる。得られたコレステリック液晶層４０は、例えば粘着層を介して円偏光板に転写される。なお、円偏光板を基材として、円偏光板上においてコレステリック液晶層４０を直接形成してもよい。
　ちなみに、コレステリック液晶相を固定化せずにコレステリック液晶層４０を形成する場合には、上記の第四工程を実施せずに、第一工程から第三工程までを実施することでコレステリック液晶層４０に画像を形成することができる。また、室温で配向可能な液晶化合物を用いる場合は、第三工程の加熱処理を実施せずに、コレステリック液晶層４０に画像を形成することができる場合もある。
　なお、上記の基本手順は、液晶組成物中に感光性キラル剤が含まれる場合においてコレステリック液晶層に画像を形成するときの手順であるが、この態様には限定されず、例えば、特開２００９－３００６６２号公報に記載の方法など他の公知の方法を採用できる。
　また、上記の基本手順では、基材表面に液晶組成物を塗布して膜５１ａを形成する構成とした。ここで、塗布方法については、特に限定されず、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、及び、ダイコーティング法等が挙げられる。また、膜５１ａの形成方式は、塗布方式に限定されず、塗布以外の方式、例えばインクジェット方式、フレキソ印刷方式、及びスプレー塗装方式等を用いてもよい。
　また、上記の基本手順では、マスク露光にてパターン露光処理を行う構成とした。ここで、具体的なマスク露光の方式としては、例えば、コンタクト露光、プロキシ露光、及び投影露光等が挙げられる。また、レーザー又は電子線等を用いてマスクなしに決められた位置にフォーカスして直接描画する走査露光によってパターン露光処理を行ってもよい。
　なお、液晶組成物の膜５１ａ中の２つ以上の領域に対して、それぞれ、互いに異なる露光条件でパターン露光を行う場合、パターン露光を複数回の露光に分けて行われてもよい。ただし、これに限定されるものではなく、パターン露光は、例えば領域によって異なる透過スペクトルを示す２つ以上の領域を有するフォトマスク等を用いて１回の露光によって行われてもよい。あるいは、上記２つの方式を組み合わせてパターン露光を行ってもよい。すなわち、パターン露光時に、異なる露光条件で露光された２つ以上の領域が生じるような形式で露光が行われていればよい。このとき、領域毎に露光強度、露光時間及び露光回数等を変えることで、領域毎に露光量を変えることが可能である。
　＜マスク露光＞
　露光量の異なる２以上の領域を形成する手法の一つとして、フォトマスクを用いたパターン露光であるマスク露光は、有用である。マスク露光では、例えば１つの領域を露光するためのフォトマスクを用いて露光した後に、別のフォトマスクを用いて別の領域を露光することで、先に露光された領域と後に露光された領域との間で露光量を容易に変えることができる。また、互いに透過スペクトルが異なる複数の部分を有するフォトマスクは、露光量を領域毎に変える上で特に有用である。この場合、露光を１回のみ行うだけで膜５１ａ中の複数の領域に対して異なる露光量での露光を行うことが可能である。なお、当然ながら、領域毎に異なる露光強度の下で同一時間の露光を行うことにより、露光量を領域毎に変えることができる。
　＜走査露光＞
　走査露光は、例えば、光の変調により所望のパターン画像等を描画する描画装置を適用して行うことができる。このような描画装置の代表的な例として、光ビーム発生部から導出された光ビームを、光ビーム偏向走査部を介して被走査体上に走査させることにより、所定の画像を形成するように構成された画像形成装置がある。この種の画像形成装置では、画像形成に際して、光ビーム発生部から導出される光ビームを画像信号に対応して変調させる（特開平７－５２４５３号公報）。
　また、主走査方向に回転するドラムの外周面に貼着された被走査体上に対してレーザービームを副走査方向に走査することで画像形成を行うタイプ、及び、ドラムの円筒内周面に貼着された被走査体上に対してレーザービームを回転走査させることで画像形成を行うタイプ（特許第２７８３４８１号）の装置も使用できる。
　さらに、描画ヘッドによりパターン画像等を描画する描画装置を用いることもできる。例えば、半導体基板又は印刷版の作製で用いられている、露光ヘッドにより所望のパターン画像を感光材料等の露光面上に形成する露光装置が使用できる。このような露光ヘッドとして代表的なものは、多数の画素を有し所望のパターン画像を構成する光点群を発生させる画素アレイを備えているヘッドである。この露光ヘッドを、露光面に対して相対移動させながら動作させることにより、所望のパターン画像を露光面上に形成することができる。
　上記のような露光装置としては、例えば、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）を露光面に対して所定の走査方向に相対的に移動させるとともに、その走査方向への移動に応じてＤＭＤのメモリセルに多数のマイクロミラーに対応した多数の描画点データからなるフレームデータを入力し、ＤＭＤのマイクロミラーに対応した描画点群を時系列に順次形成することにより所望の画像を露光面に形成する露光装置が提案されている（例えば、特開２００６－３２７０８４号公報参照）。
　露光ヘッドが備える空間光変調素子としては、上記のＤＭＤ以外の、空間光変調素子を使用することもできる。なお、空間光変調素子は、反射型及び透過型のいずれでもよい。そのほかの空間光変調素子の例としては、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）タイプの空間光変調素子（ＳＬＭ；Special Light Modulator）、電気光学効果により透過光を変調する光学素子（ＰＬＺＴ素子）、液晶光シャッタ（ＦＬＣ）等の液晶シャッターアレイなどが挙げられる。なお、ＭＥＭＳとは、集積回路（ＩＣ）の製造プロセスを基盤としたマイクロマシニング技術によるマイクロサイズのセンサ、アクチュエータ、そして制御回路を集積化した微細システムの総称であり、ＭＥＭＳタイプの空間光変調素子とは、静電気力を利用した電気機械動作により駆動される空間光変調素子を意味している。
　さらに、回折格子ライトバルブ（ＧＬＶ；Grating Light Valve）を複数並べて二次元状に構成したものを用いることもできる。
［画像形成装置の構成例］
　次に、本実施形態に係る画像形成装置（以下、画像形成装置１０）の構成例について説明する。画像形成装置１０は、図２に示すように、膜形成部１２、露光部１４、調整部１６、加熱部１８、紫外線照射部２０、設定部２２及びマスク作製部２４を有する。図２は、画像形成装置１０の構成を説明するためのブロック図である。
　膜形成部１２は、透明基材の一つの表面に液晶組成物の膜５１ａを形成する。膜形成部１２としては、例えば、スピンコーター及びワイヤーバー等のように液晶組成物を塗布する機器、スプレーノズル等のように液晶組成物を噴霧する機器、並びに、インクジェットプリンタ等のように液晶組成物を吐出する機器等が利用可能である。
　露光部１４は、液晶組成物の膜５１ａに対し、調整部１６と協働してパターン露光処理を実施する。つまり、露光部１４は、形成対象の画像に応じてイメージワイズに露光を行う。露光部１４としては、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、青色レーザー、及び、Ｈｅ－Ｃｄ（ヘリウムカドミウム）レーザー等が利用可能である。
　また、本実施形態では、パターン露光としてマスク露光が行われることになっており、具体的には、使用するフォトマスクの枚数を変えて複数回の露光が行われる。つまり、本実施形態では、露光部１４が１回の画像形成において複数回の露光を行う。ここで、各回の露光条件は、回毎に変えてもよく、あるいは回毎に変えず一定であってもよい。なお、１回の画像形成において露光部１４が行う露光（厳密には、マスク露光）の回数については、２回以上に限定されるものではなく、例えば、パターン露光として走査露光が行われる場合には露光の回数が１回であってもよい。
　調整部１６は、膜５１ａの各領域における露光部１４の露光量を調整するための機器であり、露光部１４と共にパターン露光処理を行う。ここで、膜５１ａ及びコレステリック液晶層４０のそれぞれにおける「領域」とは、画像形成範囲を区画した際の最小単位であり、形成対象の画像を構成する画素と対応する矩形状領域である。
　また、本実施形態では、前述したように、パターン露光としてマスク露光が、重ねて使用するフォトマスクの枚数を変えてｎ回（ｎは自然数）行われる。そのため、調整部１６は、図２に示すようにｎ個のフォトマスクＭ１、Ｍ２、、、Ｍｎを有しており、各回の露光において使用するフォトマスクＭ１、Ｍ２、、、Ｍｎの枚数（重ねるフォトマスクの数）を変えながら、膜５１ａの各領域における露光量を調整する。厳密には、回数が増える度に、重ねるフォトマスクの枚数が１枚ずつ増えることになっている。つまり、本実施形態では、調整部１６がｎ段階の調整レベルにて露光量を調整する。この結果、コレステリック液晶層４０中、膜５１ａの各領域と対応する部位での反射波長帯域が、当該各領域を露光した際の調整レベルに応じて変わり、具体的には調整レベルと同様にｎ段階で変化する。
　ここで、調整の段階数ｎについては、６段階以上であることが好ましく、７段階以上であると、より好ましく、１０段階以上であると、さらに好ましく、１６段階であると、特に好ましい。なお、調整の段階数が増えると、色を良好に再現することができるものの、細やかな調整になるので調整に時間を要することになる。そのために、調整の段階については、１６段階以下であるのが望ましい。
　また、本実施形態では、上述したｎ段階の調整レベルの中に、反射波長帯域を可視光の波長域から外し、具体的には、赤外光の波長域とするレベル（以下、特定の調整レベルと言う）が含まれている。すなわち、画像の各部分において、特定の調整レベルに調整された露光量にて露光が行われた領域の反射波長帯域は、赤外光の波長域となる。なお、特定の調整レベルは、反射波長帯域を紫外光の波長域とするレベルであってもよい。
　他方、特定の調整レベル以外の調整レベルに調整された露光量にて露光が行われた領域の反射波長帯域は、可視光の波長域となる。
　なお、露光量の調整については、フォトマスクを用いた調整に限られるものではない。例えば、パターン露光が走査露光によって行われる場合には、例えば、露光部１４から照射された光を超音波等によって変調して透過光量を調整し、回転多面鏡及びガルバノスキャナ等によって照射位置（露光位置）を制御し、光量が調整された光をｆθレンズで集光させて上記の照射位置に照射してもよい。あるいは、上述したＤＭＤのマイクロミラーを利用し、マイクロミラーに対応した描画点群を形成する際に、各描画点での照射強度を変えてもよい。これらの構成によれば、フォトマスクを用いなくても膜５１ａの各領域における露光量を調整することができる。
　そして、調整部１６は、コレステリック液晶層に形成される画像の各部分において反射波長帯域が同一である領域の面積率が所定の値となるように、膜５１ａの各領域における露光量を調整する。
　ここで、「画像の各部分」とは、画像を複数の画像片（パーツ）に分割したときの、それぞれの画像片を意味し、例えば、形成対象の画像が複数のパターン状の画像片を規則的に配置することで構成される場合には、各パターン画像片が「画像の各部分」に相当する。また、「反射波長帯域が同一である領域」とは、画像の各部分において反射波長帯域が同一である領域（すなわち、同じ波長域の光を反射する領域）であり、換言すれば、露光量が同一である領域である。また、「反射波長帯域が同一である領域の面積率」とは、画像の各部分の面積に対する、当該各部分において反射波長帯域が同一である領域の面積の総和の割合である。なお、以下では、「反射波長帯域が同一である領域の面積率」を、対象面積率と呼ぶこととする。
　露光量調整について詳しく説明すると、調整部１６は、画像の各部分において対象面積率が設定部２２によって設定された設定値となるように、膜５１ａの各領域における露光量を調整する。具体的に説明すると、露光部１４がフォトマスクＭ１、Ｍ２、、、Ｍｎを用いてｎ回のパターン露光を行う際、調整部１６は、ｎ回目のパターン露光が終了した後の対象面積率が上記の設定値となるように、膜５１ａの各領域における露光量を調整する。
　なお、設定値及び露光量調整の詳細については、後述する。
　加熱部１８は、液晶化合物（例えば、重合性液晶化合物）を配向させてコレステリック液晶相の状態にするために、パターン露光処理が施された膜（すなわち、露光済み膜５１ｂ）に対して加熱処理を施すものである。加熱部１８としては、例えば、電熱ヒータ及び加熱ガス（水蒸気を含む）を熱源とする加熱器等が利用可能である。
　紫外線照射部２０は、コレステリック液晶相を固定化してコレステリック液晶層４０を形成するために、熱処理が施された膜（すなわち、加熱済み膜５１ｃ）に対して紫外線を照射するものである。紫外線照射部２０としては、メタルハイランドランプ、高圧水銀ランプ、及び紫外線ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等を用いることができる。
　設定部２２は、例えばコンピュータによって構成されており、対象面積率に対する設定値を、画像の各部分の目標色のスペクトル分布に基づいて設定する。ここで、「目標色」とは、コレステリック液晶層４０に形成される画像の各部分において再現されることが求められる色であり、より厳密には、色のスペクトル分布（反射スペクトル分布）についての再現が求められる色である。
　設定値は、画像の各部分における対象面積率が設定値となったときに画像の各部分の色のスペクトル分布を目標色のスペクトル分布と一致させることができる値である。また、本実施形態において、設定部２２は、上記の設定値を反射波長帯域毎に設定する。したがって、設定部２２が設定する設定値の数は、目標色の数及び反射波長帯域の種類数に応じた数になる。
　なお、設定値の設定手順については、後述の［画像形成装置の動作例］にて詳述する。
　マスク作製部２４は、例えばプリンタ等の印刷装置によって構成されており、ＯＨＰ（overhead projector）用シートのような無色透明のシート材にマスク用のパターンを印刷してフォトマスクを作製する。フォトマスクの構成について、図３に示すフォトマスクＭ１を参照しながら説明すると、フォトマスクは、無色透明のシート材に、図３に図示のパターンＭＰが形成（具体的には、グレースケール印刷）されることで構成されている。パターンＭＰには、黒色の矩形ドットＭｄと、露光部１４から発せられた光が透過可能な透明な開口部Ｍｃと、が設けられている。
　図３は、フォトマスクＭ１を示す図であり、図中には、フォトマスクＭ１の一部分を拡大して示している。
　本実施形態において、マスク作製部２４は、設定部２２によって設定された対象面積率の設定値に応じてフォトマスクを作製する。具体的に説明すると、フォトマスク中のパターンＭＰ各部には、開口部Ｍｃ及び矩形ドットＭｄの各々が、画像の各部分における対象面積率に対する設定値に応じた数だけ配置される。
　また、本実施形態では、各回で露光条件を変えながら計ｎ回のマスク露光を行うため、マスク作製部２４は、互いにパターンＭＰが異なるｎ個のフォトマスクＭ１、Ｍ２、、、Ｍｎを作製する。このとき、ｎ個のフォトマスクＭ１、Ｍ２、、、Ｍｎの各々は、これらを用いてｎ回のマスク露光を行ったときに画像の各部分における対象面積率が設定値となるように作製される。
　より具体的に説明するために、以下では、図４に図示の画像Ｇをコレステリック液晶層４０に形成するケースを例に挙げて、各フォトマスクＭ１、Ｍ２、、、Ｍｎを作製する手順を説明することとする。図４は、コレステリック液晶層４０に形成される画像の例を示す図である。なお、図中、破線にて区画された各部分が「各画像片（画像の各部分）」に相当する。また、以下のケースでは、説明を分かり易くするために、マスク露光の回数ｎが「４」であり、反射波長帯域が４段階で変化することとする。ただし、マスク露光の回数ｎについては、当然ながら、上記の数に限定されるものではない。
　画像Ｇ中の各画像片に対しては、当該各画像片の目標色のスペクトル分布を再現するために、対象面積率に対する設定値が反射波長帯域別に設定される。ここで、画像Ｇ中、図４にて記号ｇ１が付された画像片を例に挙げて、より分かり易く説明すると、画像片ｇ１を構成する領域（画素）の数が仮に４×４であるとする。また、画像片ｇ１において目標色のスペクトル分布を再現するために、画像片ｇ１中、反射波長帯域λ１となる領域の面積率に対する設定値が仮に０．２５に設定されたとする。同様に、画像片ｇ１中、反射波長帯域λ２となる領域の面積率に対する設定値が仮に０．２５に設定され、反射波長帯域λ３となる領域の面積率に対する設定値が仮に０．５に設定され、反射波長帯域λ４となる領域の面積率に対する設定値が仮に０に設定されたとする。
　ここで、反射波長帯域λ１となる領域には、その領域に４回分の露光を行う必要があり、反射波長帯域λ２となる領域には、その領域に３回分の露光を行う必要があり、反射波長帯域λ３となる領域には、その領域に２回分の露光を行う必要があり、反射波長帯域λ４となる領域には、その領域に１回分の露光を行う必要があるとする。以上のケースでは、膜５１ａにおいて画像片ｇ１を構成する各領域の露光量が、図５に示すように調整されることになる。図５は、画像の各部分における領域毎の露光量を示す図であり、具体的には、膜５１ａにおいて画像片ｇ１を構成する各領域に対する露光量を示している。
　そして、４つのフォトマスクＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４のそれぞれに形成されるパターンＭＰのうち、画像片ｇ１に対応するパターン片は、図５に図示の設定内容を反映して形成される。具体的には、上記のパターン片における開口部Ｍｃ及び矩形ドットＭｄの各々の数及び配置位置が、反射波長帯域別の対象面積率の設定値に応じて決められる。その後、決定結果に基づいて上記のパターン片が形成される。例えば、フォトマスクＭ１では、図６に示すパターン片が形成され、フォトマスクＭ２では、図７に示すパターン片が形成され、フォトマスクＭ３では、図８に示すパターン片が形成され、フォトマスクＭ４では、図９に示すパターン片が形成される。図６乃至図９は、各フォトマスクＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４において、図５に示す設定内容を反映させて形成されたパターン片を示す図である。なお、図６乃至図９では、パターン片の各部分に、膜５１ａ中の対応する領域における露光量を示す数値を、参考までに示している。
　以上の手順は、画像Ｇを構成する画像片すべてに対して繰り返し実施される。この結果、ｎ回のマスク露光を行ったときに画像Ｇの各部分における対象面積率が設定値となるように、４つのフォトマスクＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４が作製される。
［画像形成装置の動作例］
　次に、上述した構成を有する画像形成装置１０の動作例として、画像形成装置１０を用いてコレステリック液晶層に画像を形成する一連の流れ（以下、画像形成フロー）について説明する。画像形成フローは、図１０に示す流れで進行する。画像形成フローでは、画像形成装置１０が本発明の画像形成方法を利用してコレステリック液晶層に画像を形成する。なお、図１０は、画像形成フローの一例を示す図である。
　画像形成フローでは、先ず、図１１に図示のサンプル画像ＳＧをコレステリック液晶層４０に形成するステップが行われる（Ｓ００１）。サンプル画像ＳＧは、本来の形成対象となる画像を形成する前段階において予め準備され、前述した画像形成の基本手順に従って形成される。図１１は、サンプル画像ＳＧの一例を示す図である。
　なお、サンプル画像ＳＧは、本来の形成対象となる画像を形成する画像形成装置１０と同じ装置を用いて形成してもよく、あるいは、本来の形成対象となる画像を形成する画像形成装置１０とは異なる装置を用いて形成してもよい。また、サンプル画像ＳＧは、画像形成フローの事前に形成されてもよい。
　サンプル画像ＳＧは、図１１に示すように、矩形帯状のパッチを横並びの状態で複数配置することで構成されている。ここで、複数のパッチの各々は、互いに反射波長帯域が異なるものであり、換言すれば、互いに異なる色を呈する。つまり、膜５１ａのうち、複数のパッチのそれぞれと対応する部分は、各パッチの反射波長帯域と対応する露光量にて露光されている。なお、同一パッチ内では反射波長帯域が揃っており、換言すれば、各パッチの色は単一色である。
　ちなみに、図１１に図示のサンプル画像ＳＧは、１２個のパッチを有する。１２個のパッチのうち、図１１中、最も右側に位置するパッチＰ１から左から２番目に位置するパッチＰ１１までは、有色パッチであり、左に向かうほど青色に近くなり、右に向かうほど赤色に近くなる。つまり、図１１中、右側に位置するパッチであるほど、パターン露光処理時により大きな露光量にて露光されていることになる。また、図１１中、最も左側に位置するパッチは、特定パッチＰｘであり、その反射波長帯域は、赤外光の波長域である。つまり、特定パッチＰｘでは、可視光が反射されずに透過する。なお、特定パッチＰｘは、反射波長帯域が紫外光の波長域となったパッチであってもよい。
　なお、サンプル画像ＳＧにおけるパッチの数及び各パッチの色については、特に限定されるものではなく、任意に設定することができる。
　次のステップでは、サンプル画像ＳＧの各部の色のスペクトル分布、厳密には、各パッチの色についてパッチ別にスペクトル分布を測定する（Ｓ００２）。測定方法としては、公知の測定方法（分光法）を利用することができ、例えば、公知の分光光度計を用いた測定方法が挙げられる。これにより、図１２に例示される有色パッチの色のスペクトル分布についての測定結果が得られると共に、特定パッチＰｘを対象として測定したスペクトル分布が得られる。図１２は、サンプル画像ＳＧ中の有色パッチの色について測定したスペクトル分布の一例を示す図である。なお、図１２は、パッチの数を１４個に設定したときのスペクトル分布を示している。
　ちなみに、本実施形態では、画像形成フローにおいて各パッチの色のスペクトル分布を測定することとしたが、スペクトル分布の測定結果を、画像形成装置１０が備えるメモリ（不図示）に記憶してもよい。そして、以降の画像形成フローでは、メモリに記憶されたスペクトル分布の測定結果を読み出せばよい。これにより、以降の画像形成フローにおいて、サンプル画像ＳＧを形成するステップＳ００１、及び、各パッチの色についてのスペクトル分布を測定するステップＳ００２を省略することができる。
　また、スペクトル分布を実測する代わりに、各パッチの色についてのスペクトル分布の測定結果を示すデータを、ネットワークを通じて外部の機器（例えば、インターネット上のサーバ）と通信することで取得してもよい。
　次のステップでは、形成対象となる画像の各部分（画像片）の目標色についてスペクトル分布を取得する（Ｓ００３）。具体的には、目標色を呈する物質に対して光を照射した際の反射スペクトルを実測したり、あるいは、その反射スペクトルを示すデータを外部の機器から入手したりする。これにより、目標色について、図１３に図示のスペクトル分布が得られる。図１３は、目標色のスペクトル分布を示す図である。
　なお、目標色のスペクトル分布は、原則として、画像の部分毎（画像片毎）に取得されるが、複数の部分間で目標色が同一である場合、及び画像全体が単一色で形成される場合には、目標色のスペクトル分布を取得する回数を減らすことができる。
　次のステップでは、画像形成装置１０の設定部２２が、形成対象となる画像の各部分において目標色を再現するための重みを算出する（Ｓ００４）。ここで、「重み」とは、各パッチの色、換言すると、各パッチの反射波長帯域に対して算出される値（絶対量）であり、色別に算出される。ここで、同系色であっても絶対量としての重みが異なる場合があり、例えば、明るい赤と暗い赤との間では、重みが異なり得る。また、重みは、ステップＳ００２で測定した各パッチの色のスペクトル分布と、ステップＳ００３で取得した目標色のスペクトル分布に基づいて算出される。より具体的に説明すると、各パッチの色を用いて目標色を再現するにあたり、各パッチの色が及ぼす影響度を、各パッチの色及び目標色のそれぞれのスペクトル分布から定量化し、その結果を重みとして算出する。
　次のステップでは、画像形成装置１０の設定部２２が、形成対象となる画像の各部分における対象面積率に対して、設定値を設定する（Ｓ００５）。具体的に説明すると、設定部２２は、目標色のスペクトル分布、及び各パッチの色についてパッチ別に測定したスペクトル分布に基づいて、上記の設定値を反射波長帯域毎に設定する。より詳しく説明すると、設定部２２は、上記の設定値を設定するにあたり、ステップＳ００４で算出した各反射波長帯域に対する重みを参照し、それぞれの重みを重みの総和で割った値を、反射波長帯域毎の設定値として設定する。
　なお、本実施形態において、ステップＳ００５では、ステップＳ００２で測定した各パッチの色についてのスペクトル分布と、ステップＳ００３で取得した目標色についてのスペクトル分布との一致性を評価する。具体的には、重みにおける誤差が最小となるように、ステップＳ００２で測定した有色パッチの色のスペクトル分布の全体に対して、一定値である係数αを掛けることで一致性を評価する。
　ここで、αが１以上である場合には、コレステリック液晶層における色の反射率が目標色の反射率よりも低くなる。この場合には、コレステリック液晶層において、反射波長帯域が赤外光又は紫外光の波長域となる領域が不要となる。この場合、反射波長帯域が赤外光又は紫外光の波長域となる領域について、その対象面積率の設定値は、０に設定される。
　他方、αが０より大きく、且つ１未満である場合には、αの値を、反射波長帯域が赤外光又は紫外光の波長域となる領域についての面積率と考える。この場合には、反射波長帯域が赤外光又は紫外光の波長域となる領域について、その対象面積率の設定値を、反射波長帯域が可視光の波長域となる領域についてそれぞれの重みから求めた設定値に基づいて設定する。
　以上のようにステップＳ００５では、対象面積率の設定値が反射波長帯域毎に設定される。反射波長帯域毎の設定値は、具体的にはパッチと同数の設定値であり、可視光の波長域に対する設定値と、赤外光又は紫外光の波長域に対する設定値とを含んでいる。可視光の波長域に対する設定値は、目標色のスペクトル分布を再現するために設定される値（以下、色再現用設定値）である。赤外光又は紫外光の波長域に対する設定値は、目標色の明度を再現するために設定される値（以下、明度再現用設定値）である。本実施形態において、設定部２２は、有色パッチと同数の色再現用設定値と１個の明度再現用設定値との組み合わせを、目標色毎に設定する。
　次のステップでは、画像形成装置１０のマスク作製部２４が、パターン露光処理で用いられるフォトマスクを作製する（Ｓ００６）。本ステップにおいて、マスク作製部２４は、ステップＳ００５で反射波長帯域毎に設定した設定値、すなわち、目標色のスペクトル分布に基づいて反射波長帯域毎に設定された対象面積率の値に応じてパターンＭＰを形成する。
　より具体的に説明すると、本実施形態では、サンプル画像ＳＧに形成されたパッチと同数のフォトマスクが作製される。マスク作製部２４は、すべてのフォトマスクを用いてパターン露光処理を行ったときに画像の各部分における反射波長帯域毎の対象面積率がそれぞれの設定値となるように、各フォトマスクを作製する。
　次のステップでは、画像形成装置１０の膜形成部１２が、透明基材の一表面に液晶組成物の膜５１ａを形成する（Ｓ００７）。なお、塗膜の膜厚については、特に限定されないが、コレステリック液晶層の反射性が優れる点で、０．１～２０μｍが好ましく、０．２～１５μｍがより好ましく、０．５～１０μｍが更に好ましい。
　次のステップでは、画像形成装置１０の露光部１４及び調整部１６が、膜５１ａに対してパターン露光処理を実施する（Ｓ００８）。本ステップにおいて、露光部１４は、膜５１ａに対し、形成対象の画像に応じてイメージワイズに露光を行う。より詳しく説明すると、露光部１４は、ステップＳ００６で作製されたフォトマスクを用いることにより、膜５１ａの各領域に対して、各領域に応じた露光量にて露光を行う。なお、本実施形態において、露光部１４は、フォトマスクの枚数と同じ回数のマスク露光を行い、各回が増える度に、重ねて使用するフォトマスクの枚数を１枚ずつ増やしながら露光を行う。
　また、各回の露光において調整部１６は、フォトマスクを用いて、膜５１ａの各領域における露光部１４の露光量を調整する。具体的に説明すると、調整部１６は、最終回のマスク露光が終了した時点で画像の各部分における反射波長帯域毎の対象面積率がそれぞれの設定値となるように、膜５１ａの各領域における露光量を調整する。
　より詳しく説明すると、調整部１６は、フォトマスクの数と同じ段階数の調整レベルにて露光量を調整することが可能である。ここで、多段階の調整レベルのうち、１つのレベルを除く調整レベル（以下、通常の調整レベルと言う）は、反射波長帯域を可視光の波長域とするための調整レベルである。具体的に説明すると、図１１に図示のサンプル画像ＳＧを用いた場合には、１１種類の有色パッチＰ１乃至Ｐ１１の各々と同じ反射波長帯域とするための調整レベルが、通常の調整レベルとなる。また、残り１つの調整レベルは、反射波長帯域を赤外光又は紫外光の波長域とするための特定の調整レベルである。具体的には、図１１に図示のサンプル画像ＳＧ中、特定パッチＰｘと同じ反射波長帯域とするための調整レベルが、特定の調整レベルとなる。
　そして、調整部１６は、通常の調整レベルに調整された露光量にて露光が行われる領域の面積率(すなわち、反射波長帯域が可視光の波長域となる領域についての対象面積率)が、その調整レベルと対応する色再現用設定値となるように、膜５１ａの各領域における露光量を調整する。また、調整部１６は、特定の調整レベルに調整された露光量にて露光が行われる面積率（すなわち、反射波長帯域が赤外光又は紫外光の波長域となる領域についての対象面積率）が予め設定された値となるように、膜５１ａの各領域における露光量を調整する。ここで、「予め設定された値」とは、前述の明度再現用設定値である。
　以上のような露光量調整により、パターン露光処理の終了時点では、それぞれの反射波長帯域について、膜５１ａ（厳密には、露光済み膜５１ｂ）の各部分において反射波長帯域が同一である領域の面積率が、それぞれの反射波長帯域と対応する設定値となる。この結果、最終的にコレステリック液晶層４０に形成される画像の各部分の色が、当該各部分の目標色についてのスペクトル分布及び明度を良好に再現したものとなる。
　なお、パターン露光処理については、前述したように、走査露光によってフォトマスクを用いないで実施することが可能である。走査露光によってパターン露光処理を実施する場合には、露光強度露光回数、及び露光時間等を領域毎にイメージワイズに制御することができる。したがって、走査露光においても、それぞれの反射波長帯域について、対象面積率が対応する設定値となるように膜５１ａの各領域における露光量を調整することが可能である。
　次のステップでは、画像形成装置１０の加熱部１８が、液晶化合物を配向させてコレステリック液晶相とするために、露光済み膜５１ｂに対して加熱処理を実施する（Ｓ００９）。なお、液晶組成物の液晶相転移温度については、製造適性の観点から、１０～２５０℃が好ましく、１０～１５０℃がより好ましい。また、好ましい加熱条件としては、４０～１００℃（好ましくは、６０～１００℃）で０．５～５分間（好ましくは、０．５～２分間）に亘って加熱することが望ましい。
　次のステップでは、画像形成装置１０の紫外線照射部２０が、コレステリック液晶相を固定化してコレステリック液晶層４０を形成するために、加熱済み膜５１ｃに対して硬化処理を実施する（Ｓ０１０）。具体的には、窒素雰囲気下で室温となった環境、又は酸素雰囲気下で６０℃程度となった環境において加熱済み膜５１ｃに対して紫外線を照射する。紫外線の照射量については特に限定されないが、１００～８００ｍＪ／ｃｍ２程度が好ましく、２００ｍＪ／ｃｍ２以下がより好ましい。また、紫外線を照射する時間は特に限定されないが、得られる反射層の強度及び生産性の観点から適宜決定すればよい。
［本発明の優位性について］
　以上までに説明してきたように、本発明の画像形成装置及び画像形成方法では、露光部１４が液晶組成物の膜５１ａに対し、形成対象の画像に応じて露光を行い、調整部１６により、膜５１ａの各領域における露光量を調整する。そして、調整部１６は、画像の各部分において反射波長帯域が同一である領域の面積率（対象面積率）が、画像の各部分の目標色のスペクトル分布に基づいて設定された設定値となるように、膜５１ａの各領域における露光量を調整する。これにより、画像の各部分の目標色のスペクトル分布を良好且つ容易に再現することが可能となる。
　より詳しく説明すると、「背景技術」の項で説明したように、ある再現対象色を再現する際に、その色と同色のインクを用いて再現する場合、特に再現対象色が複数あると、各色のスペクトル分布を再現するのに多大なコスト及び手間を要する。このため、より容易且つ安価に再現対象色のスペクトル分布を再現することが求められる。
　一方、色再現技術としては、コレステリック液晶層を利用した色再現技術が考えられ、その一例としては、特許文献１に記載の装置を用いた色再現技術が挙げられる。しかしながら、特許文献１に記載の装置は、光量と色との対応関係に基づいて照射光量を調整するものであるが、照射光量を調整する際に、記録すべき画像の各部分の色のスペクトル分布を考慮するものではない。
　これに対して、本発明では、前述したように、画像の各部分における対象面積率が、画像の各部分の目標色のスペクトル分布に基づいて設定された値（具体的には、色再現用設定値）となるように、膜５１ａの各領域における露光量を調整する。つまり、本発明では、目標色のスペクトル分布を考慮して露光量を調整する。この結果、画像の各部分において、当該部分の目標色のスペクトル分布を良好に再現することが可能となる。また、露光量制御によって任意の色（換言すれば、任意の波長の可視光）についてスペクトル分布を再現することができるので、特定色のインクを用いた色再現技術よりも、安価且つ短時間な色再現が可能となる。
　また、上述した実施形態（本実施形態）では、赤外光又は紫外光の波長域となった反射波長帯域について、画像の各部分における対象面積率が予め設定された値（具体的には、明度再現用設定値）となるように、膜５１ａの各領域における露光量を調整する。これにより、画像の各部分の明度を良好に再現することが可能となる。
［液晶組成物について］
　コレステリック液晶層の形成に用いられる材料としては、液晶化合物を含む液晶組成物等が挙げられる。液晶化合物は、重合性基を有する液晶化合物（重合性液晶化合物）であることが好ましい。
　重合性液晶化合物を含む液晶組成物は、さらにキラル剤及び重合開始剤等を含んでいてもよい。以下、各成分について詳述する。
－－重合性液晶化合物－－
　重合性液晶化合物は、棒状液晶化合物であっても、円盤状液晶化合物であってもよいが、棒状液晶化合物であることが好ましい。
　コレステリック液晶層を形成する棒状の重合性液晶化合物の例としては、棒状ネマチック液晶化合物が挙げられる。棒状ネマチック液晶化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類、及び、アルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましい。また、重合性液晶化合物としては、低分子液晶化合物だけではなく、高分子液晶化合物も用いることができる。
　重合性液晶化合物は、重合性基を液晶化合物に導入することで得られる。重合性基としては、不飽和重合性基、エポキシ基、及びアジリジニル基が挙げられ、不飽和重合性基が好ましく、エチレン性不飽和重合性基がより好ましい。重合性基は種々の方法で、液晶化合物の分子中に導入できる。重合性液晶化合物が有する重合性基の個数は、１～６個が好ましく、１～３個がより好ましい。重合性液晶化合物の例としては、Ｍａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．，１９０巻、２２５５頁（１９８９年）、Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　５巻、１０７頁（１９９３年）、米国特許第４６８３３２７号明細書、同５６２２６４８号明細書、同５７７０１０７号明細書、国際公開ＷＯ９５／２２５８６号公報、同９５／２４４５５号公報、同９７／００６００号公報、同９８／２３５８０号公報、同９８／５２９０５号公報、特開平１－２７２５５１号公報、同６－１６６１６号公報、同７－１１０４６９号公報、同１１－８００８１号公報、及び特開２００１－３２８９７３号公報等に記載の化合物が挙げられる。また、２種類以上の重合性液晶化合物を併用してもよい。２種類以上の重合性液晶化合物を併用すると、配向温度を低下させることができる。
　また、液晶組成物中の重合性液晶化合物の添加量は、液晶組成物の固形分質量（溶媒を除いた質量）に対して、７５～９９．９質量％であることが好ましく、８０～９９質量％であることがより好ましく、８５～９０質量％であることがさらに好ましい。
－－キラル剤（光学活性化合物）－－
　キラル剤は、コレステリック液晶相の螺旋構造を誘起する機能を有する。キラル化合物は、化合物によって誘起する螺旋の捩れ方向又は螺旋ピッチが異なるため、目的に応じて選択すればよい。
　キラル剤としては、特に限定はなく、公知の化合物（例えば、液晶デバイスハンドブック、第３章４－３項、ＴＮ（twisted nematic）、ＳＴＮ（Super-twisted nematic）用カイラル剤、１９９頁、日本学術振興会第１４２委員会編、１９８９に記載）、イソソルビド、及びイソマンニド誘導体を用いることができる。
　キラル剤は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物又は面性不斉化合物もキラル剤として用いることができる。軸性不斉化合物又は面性不斉化合物の例としては、ビナフチル、ヘリセン、パラシクロファン及びこれらの誘導体が挙げられる。キラル剤は、重合性基を有していてもよい。キラル剤と液晶化合物とがいずれも重合性基を有する場合は、重合性キラル剤と重合性液晶化合物との重合反応により、重合性液晶化合物から誘導される繰り返し単位と、キラル剤から誘導される繰り返し単位とを有するポリマーを形成できる。この態様では、重合性キラル剤が有する重合性基は、重合性液晶化合物が有する重合性基と、同種の基であることが好ましい。従って、キラル剤の重合性基も、不飽和重合性基、エポキシ基又はアジリジニル基であることが好ましく、不飽和重合性基であることがより好ましく、エチレン性不飽和重合性基であることがさらに好ましい。
　また、キラル剤は、液晶化合物であってもよい。
　なお、前述したように、コレステリック液晶層に画像を形成する際に、露光量によってコレステリック液晶相の螺旋ピッチの大きさ（換言すると、反射波長帯域）を制御する場合、光に感応してコレステリック液晶相の螺旋ピッチを変化させ得るキラル剤（以後、感光性キラル剤とも称する）を用いることが好ましい。
　感光性キラル剤とは、光を吸収することにより構造が変化し、コレステリック液晶相の螺旋ピッチを変化させ得る化合物である。このような化合物としては、光異性化反応、光二量化反応、及び、光分解反応の少なくとも１つを起こす化合物が好ましい。
　光異性化反応を起こす化合物とは、光の作用で立体異性化又は構造異性化を起こす化合物をいう。光異性化化合物としては、例えば、アゾベンゼン化合物、及び、スピロピラン化合物等が挙げられる。
　また、光二量化反応を起こす化合物とは、光の照射によって、二つの基の間に付加反応を起こして環化する化合物をいう。光二量化化合物としては、例えば、桂皮酸誘導体、クマリン誘導体、カルコン誘導体、及び、ベンゾフェノン誘導体等が挙げられる。
　上記感光性キラル剤としては、以下の一般式（Ｉ）で表されるキラル剤が好ましく挙げられる。このキラル剤は、光照射時の光量に応じてコレステリック液晶相の螺旋ピッチ（捻れ力、及び螺旋の捻れ角）などの配向構造を変化させ得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
　一般式（Ｉ）中、Ａｒ1とＡｒ2は、アリール基又は複素芳香環基を表す。
　Ａｒ1とＡｒ2で表されるアリール基は、置換基を有していてもよく、総炭素数６～４０が好ましく、総炭素数６～３０がより好ましい。置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、ヒドロキシル基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、カルボキシル基、シアノ基、又は、複素環基が好ましく、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、ヒドロキシル基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、又は、アリールオキシカルボニル基がより好ましい。
　置換基の他の好ましい態様としては、重合性基を有する置換基が挙げられる。重合性基としては、例えば、不飽和重合性基、エポキシ基、及びアジリジニル基が挙げられ、アクリロイル基又はメタクリロイル基が好ましい。
　重合性基を有する置換基としては、さらにアリーレン基を含むことが好ましい。アリーレン基としては、フェニレン基が挙げられる。
　重合性基を有する置換基の好適態様としては、式（Ａ）で表される基が挙げられる。＊は結合位置を表す。
　式（Ａ）　　＊－ＬA1－（Ａｒ）n－ＬA2－Ｐ
　Ａｒは、アリーレン基を表す。Ｐは、重合性基を表す。
　ＬA1及びＬA2は、それぞれ独立に、単結合又は２価の連結基を表す。２価の連結基としては、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＮＲF－（ＲFは、水素原子、又はアルキル基を表す。）、‐ＣＯ－、アルキレン基、アリーレン基、及び、これらの基の組み合わせ（例えば、－Ｏ－アルキレン基－Ｏ－）が挙げられる。
　ｎは、０又は１を表す。
　このようなアリール基のうち、下記一般式（III）又は（IV）式で表されるアリール基が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
　一般式（III）中のＲ1及び一般式（IV）中のＲ2は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、複素環基、アルコキシ基、ヒドロキシル基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、カルボキシル基、シアノ基、又は、上記重合性基を有する置換基（好ましくは、式（Ａ）で表される基）を表す。なかでも、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アルコキシ基、ヒドロキシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、又は、上記重合性基を有する置換基（好ましくは、式（Ａ）で表される基）が好ましく、アルコキシ基、ヒドロキシル基、アシルオキシ基、又は、上記重合性基を有する置換基（好ましくは、式（Ａ）で表される基）がより好ましい。
　一般式（III）中のＬ1及び一般式（IV）中のＬ2は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、又は、ヒドロキシル基を表し、炭素数１～１０のアルコキシ基、又は、ヒドロキシル基が好ましい。
　ｌは０、１～４の整数を表し、０、１が好ましい。ｍは０、１～６の整数を表し、０、１が好ましい。ｌ、ｍが２以上のときは、Ｌ1とＬ2は互いに異なる基を表してもよい。
　Ａｒ1とＡｒ2で表される複素芳香環基は、置換基を有していてもよく、総炭素数４～４０が好ましく、総炭素数４～３０がより好ましい。置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、ヒドロキシル基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、又は、シアノ基が好ましく、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アルコキシ基、又は、アシルオキシ基がより好ましい。
　複素芳香環基としては、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、及び、ベンゾフラニル基などが挙げられ、この中でも、ピリジル基、又は、ピリミジニル基が好ましい。
　液晶組成物における、キラル剤の含有量は、重合性液晶化合物全モル量に対して、０．０１～２００モル％が好ましく、１～３０モル％がより好ましい。
－－重合開始剤－－
　液晶組成物が重合性化合物を含む場合は、重合開始剤を含むことが好ましい。紫外線照射により重合反応を進行させる態様では、使用する重合開始剤は、紫外線照射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤であることが好ましい。光重合開始剤の例としては、α－カルボニル化合物（米国特許第２３６７６６１号、同２３６７６７０号の各明細書記載）、アシロインエーテル（米国特許第２４４８８２８号明細書記載）、α－炭化水素置換芳香族アシロイン化合物（米国特許第２７２２５１２号明細書記載）、多核キノン化合物（米国特許第３０４６１２７号、同２９５１７５８号の各明細書記載）、トリアリールイミダゾールダイマーとｐ－アミノフェニルケトンとの組み合わせ（米国特許第３５４９３６７号明細書記載）、アクリジン及びフェナジン化合物（特開昭６０－１０５６６７号公報、米国特許第４２３９８５０号明細書記載）及びオキサジアゾール化合物（米国特許第４２１２９７０号明細書記載）等が挙げられる。
　液晶組成物中の光重合開始剤の含有量は、重合性液晶化合物の含有量に対して、０．１～２０質量％が好ましく、０．５質量％～１２質量％がより好ましい。
　－－その他の添加剤－－
　液晶組成物中には、必要に応じて、さらに界面活性剤、架橋剤、重合禁止剤、酸化防止剤、水平配向剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、色材、及び、金属酸化物微粒子等を、光学的性能等を低下させない範囲で添加することができる。
　１０　画像形成装置
　１２　膜形成部
　１４　露光部
　１６　調整部
　１８　加熱部
　２０　紫外線照射部
　２２　設定部
　２４　マスク作製部
　４０　コレステリック液晶層
　５１ａ　膜
　５１ｂ　露光済み膜
　５１ｃ　加熱済み膜
　Ｇ　画像
　Ｍ，Ｍ１，Ｍ２，Ｍｎ　フォトマスク
　Ｍｃ　開口部
　Ｍｄ　矩形状ドット
　ＭＰ　パターン
　Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４、Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８，Ｐ９，Ｐ１０，Ｐ１１　パッチ
　Ｐｘ　特定パッチ
　Ｓ　光源
　ＳＧ　サンプル画像
　Ｔ　加熱源
　Ｕ　紫外線光源

Claims (10)

  1. 　コレステリック液晶層に画像を形成する画像形成装置であって、
    　前記コレステリック液晶層を構成する液晶組成物の膜に対し、前記画像に応じて露光を行う露光部と、
    　前記膜の各領域における前記露光部の露光量を調整するための調整部と、を有し、
    　前記調整部は、前記画像の各部分において反射波長帯域が同一である領域の面積率が、前記画像の各部分の目標色のスペクトル分布に基づいて設定された値となるように、前記膜の各領域における前記露光量を調整することを特徴とする画像形成装置。
  2. 　前記露光部は、複数回の露光を行い、
    　前記調整部は、前記露光部から発せられた光を調整するためのフォトマスクを複数有し、各回の露光において用いられる前記フォトマスクが変わることで、前記膜の各領域における前記露光量を調整する請求項１に記載の画像形成装置。
  3. 　複数の前記フォトマスクの各々には、前記露光部から発せられた光が透過可能な開口部が設けられたパターンが形成されており、
    　複数の前記フォトマスクの各々の前記パターンは、前記目標色のスペクトル分布に基づいて前記反射波長帯域毎に設定された前記面積率の値に応じて形成されている請求項２に記載の画像形成装置。
  4. 　前記調整部は、前記面積率が前記目標色のスペクトル分布、及び予め準備されたサンプル画像の各部の色のスペクトル分布に基づいて設定された値となるように、前記膜の各領域における前記露光量を調整する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  5. 　前記サンプル画像は、互いに色が異なる複数のパッチを有し、
    　前記サンプル画像の各部の色のスペクトル分布は、前記複数のパッチの各々の色についてパッチ別に測定したスペクトル分布である請求項４に記載の画像形成装置。
  6. 　前記目標色のスペクトル分布、及び、前記複数のパッチの各々の色についてパッチ別に測定したスペクトル分布に基づいて、前記面積率に対する設定値を、前記反射波長帯域毎に設定する設定部を有し、
    　前記調整部は、それぞれの前記反射波長帯域について、前記面積率が前記設定値となるように前記膜の各領域における前記露光量を調整する請求項５に記載の画像形成装置。
  7. 　前記調整部は、６段階以上の調整レベルにて前記露光量を調整し、
    　前記反射波長帯域は、前記調整レベルに応じて変化する請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  8. 　前記画像の各部分において、特定の前記調整レベルに調整された前記露光量にて露光が行われた領域の前記反射波長帯域は、可視光の波長域から外れ、
    　前記調整部は、前記反射波長帯域が可視光の波長域から外れる領域の前記面積率が予め設定された値となるように、前記膜の各領域における前記露光量を調整する請求項７に記載の画像形成装置。
  9. 　特定の前記調整レベルに調整された前記露光量にて露光が行われた領域の前記反射波長帯域は、赤外光又は紫外光の波長域である請求項８に記載の画像形成装置。
  10. 　コレステリック液晶層に画像を形成する画像形成方法であって、
    　前記コレステリック液晶層を構成する液晶組成物の膜に対し、前記画像に応じて露光を行う工程と、
    　前記膜の各領域における露光量を調整する工程と、を実施し、
    　前記露光量を調整する工程では、前記画像の各部分において反射波長帯域が同一である領域の面積率が、前記画像の各部分の目標色のスペクトル分布に基づいて設定された値となるように、前記膜の各領域における前記露光量を調整することを特徴とする画像形成方法。
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