JPS61198125A - Image recording device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To easily save and rewrite image information by using liquid crystal which has thermo-optic effect as a recording medium for the image information, recording a image by its thermo-optic effect, and writing it with laser beam. CONSTITUTION:Internal surfaces of a glass substrate 1 and a substrate 3 are oriented internally and liquid crystal 2 which has a smectic A phase at room temperatures and a material with which a pigment absorbing laser light is mixed are charged between the upper and lower substrates to obtain the liquid- crystal element 4. The liquid-crystal element 4 is heated into an isotropic liquid phase in a heating process and cooled gradually in a cooling process to have phase transition in the order of the isotropic liquid phase, nematic phase, and smectic phase, so that the image display surface of the liquid-crystal element 4 becomes transparent. Then, a selected surface part of the liquid-crystal element 4 is heated locally with the laser beam to become turbid, so an optical density difference from an unselected part is generated, thus recording the image infor mation.

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は画像記録装置、特に占き替え可能な媒体を使用
する簡便な画像記録装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an image recording device, and particularly to a simple image recording device using a reversible medium.

近年、画像記録においてどき替え０■能な媒体を用いる
需要が増加しているが、従来技術においては実用り幾つ
かの闇題点があった０例えば、オフィスのペーパーレス
のために、ディスプレイ装置が多用されるようになった
が、　ＣＲＴ等によるディスプレイ装置では、文章のよ
うな高精細な表示が困難であり、画像を画像のままで長
期に保存できないという問題がある。また、いわゆるプ
リンター等によるハードコピー画像は書き替えができな
いため、使用する紙の量が増大するという問題がある。In recent years, there has been an increase in demand for the use of easily replaceable media for image recording.However, there have been some problems with conventional technology in practical use.For example, to make offices paperless, display devices are Although it has become widely used, display devices such as CRTs have the problem that it is difficult to display texts in high definition, and images cannot be stored as images for a long period of time. Furthermore, since hard copy images produced by so-called printers cannot be rewritten, there is a problem in that the amount of paper used increases.

一方、キャッシュカード、クレジットカード笠のカード
類が広く汗及しているが、これらカードに金額等の表示
を記録しておきたいという要求もある。これらの要求に
対して、例えばフラットディスプレイ装置を用いること
も可能であるが、装置に電源を必要としたり、その構造
が複雑である等の欠点があった。On the other hand, cash cards and credit cards are widely used, and there is also a demand for recording amounts and other information on these cards. Although it is possible to meet these demands by using a flat display device, for example, the device has disadvantages such as requiring a power source and having a complicated structure.

本発明は上記した従来技術の欠点に鑑みなされたもので
、画像の書き換え可能な媒体と古き込み及び書き換える
ための画像記録装置を提供することを目的とするもので
ある。The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a medium on which images can be rewritable and an image recording apparatus for recording and rewriting old images.

［問題点を解決するためのｆ段］ 本発明は熱光学効果を示す液晶を、基板間に挟持した液
晶素子を、全体的に加熱する手段と冷却する手段によっ
て液晶素Ｔ面を透明状態にし、次にレーザー光による局
部的に加熱する７段によって画像情報のＳき込みを行う
もので、特に、前記液晶素子に垂直配向処理を施し、冷
却する手段において、液晶素子中の液晶が配向処理に従
って垂直配向するのに充分な時間を持って冷却を行う事
を特徴とするものである。[Step F to solve the problem] The present invention uses a liquid crystal that exhibits a thermo-optic effect to make the T surface of the liquid crystal element transparent by heating the entire liquid crystal element and cooling the liquid crystal element, which is sandwiched between substrates. Next, image information is written in by seven stages of local heating using laser light. In particular, in the means for vertically aligning the liquid crystal element and cooling it, the liquid crystal in the liquid crystal element is subjected to the alignment process. This method is characterized by performing cooling for a sufficient period of time to achieve vertical alignment.

本発明に用いられる液晶としては、ネマチック液晶とコ
レステリック液晶の混合液晶、あるいはネマチック相を
有するスメクチック液晶等が好適である。The liquid crystal used in the present invention is preferably a mixed liquid crystal of nematic liquid crystal and cholesteric liquid crystal, or a smectic liquid crystal having a nematic phase.

［作　用］ 熱光学効果を示す液晶として、スメクチック液晶を用い
た場合についてその動作原理を説明する。[Function] The operating principle will be explained when a smectic liquid crystal is used as a liquid crystal exhibiting a thermo-optic effect.

液晶層を加熱すると、液晶分子の配向状態は子方性液相
の状態になる。その後冷却過程で液晶層は、等方性液相
の状態からネマチック相、スメクチックＡ相へと変化し
、スメクチックＡ相でその配向状態が安定化する。When the liquid crystal layer is heated, the alignment state of the liquid crystal molecules becomes a mesotropic liquid phase state. Thereafter, during the cooling process, the liquid crystal layer changes from an isotropic liquid phase state to a nematic phase and a smectic A phase, and its alignment state is stabilized in the smectic A phase.

液晶層を挟む基板にあらかじめ垂直配向処理を施した上
で、液晶層内の状態がネマチック相を通過する際に、充
分時間をかけて冷却すると、液晶の徐冷による作用と共
に、基板壁面での配向効果によって、液晶層内の分子配
列が垂直配向状態となり、光学的に透明な状態となる。If the substrates that sandwich the liquid crystal layer are subjected to vertical alignment treatment in advance, and the state inside the liquid crystal layer passes through the nematic phase, if the state inside the liquid crystal layer is cooled for a sufficient period of time, the liquid crystal will gradually cool down and the wall surface of the substrate will Due to the alignment effect, the molecules within the liquid crystal layer are vertically aligned, resulting in an optically transparent state.

一方、急激に冷却を行うと、液晶層内の分子配列が等方
性液相のランダムな状態のまま急冷され、光学的に白濁
の状態になる。On the other hand, if the liquid crystal layer is rapidly cooled, the molecules within the liquid crystal layer are rapidly cooled while remaining in a random state of an isotropic liquid phase, resulting in an optically cloudy state.

［実施例］ 以下第１図及び第２図とともに、本発明の画像記録方法
の実施例を説明する。[Example] An example of the image recording method of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.

実施例１ 第１図は、本発明において使用される液晶素子の一実施
例を示す構成図である０図中１及び３はガラス板の基板
で、本実施例では基板１の厚みを５０ｇｍ、基板３の厚
みを１ｍ層とし、それぞれ内面を垂直配向処理して、上
′Ｆ基板間のスペース厚を２０ｇ−とした。この２枚の
基板間に、常温でスメクチックＡ相を示す液晶２　（Ｂ
Ｄ）１社、商品名；ｒｓ−５Ｊ　）及びレーザー光の波
長において吸収を有するｒＮＫ−２７７２Ｊ　　（日本
感光色素型）式で示される色素を混合したものを封入し
て液晶素子４を得た。液晶２に上記性質を有する色素を
混合することによって、比較的少ない出力のレーザーを
用いることができる。Example 1 Figure 1 is a block diagram showing an example of a liquid crystal element used in the present invention. In Figure 1, 1 and 3 are glass plate substrates. In this example, the thickness of the substrate 1 is 50 gm. The thickness of the substrate 3 was 1 m, and each inner surface was subjected to vertical alignment treatment, so that the space thickness between the upper 'F' substrates was 20 g. Between these two substrates, a liquid crystal 2 (B
D) Liquid crystal element 4 was obtained by enclosing a mixture of 1 company, trade name: rs-5J) and a dye represented by the rNK-2772J (Japanese photosensitive dye type) formula having absorption at the wavelength of laser light. By mixing a dye having the above properties into the liquid crystal 2, a laser with relatively low output can be used.

この液晶素子４への画像記録方法を次に説明する。第２
図（ａ）〜（Ｃ）に液晶素子４への各記録プロセスを示
す。A method of recording an image on this liquid crystal element 4 will be explained next. Second
Each recording process on the liquid crystal element 4 is shown in FIGS.

第２図（ａ）は加熱プロセスを示す図で、ここでは液晶
素子４をベルト６で矢印の方向に送り、電源１３と抵抗
線あるいは加熱ランプ５により液晶層ｆ−４を等方性液
相まで加熱する。FIG. 2(a) is a diagram showing the heating process. Here, the liquid crystal element 4 is sent in the direction of the arrow by a belt 6, and the liquid crystal layer f-4 is brought into an isotropic liquid phase using a power source 13 and a resistance wire or a heating lamp 5. Heat until.

第２図（ｂ）は冷却プロセスを示す図である。温度勾配
を持たせたヒーター７の下を、液晶素子４をベルト８で
矢印の方向に送ると、液晶層は等方性液相からネマチッ
ク相を経てスメクチック相まで徐冷される。ここでヒー
ター７は、液晶素子の進行方向に伴って、液晶層の等方
性相−ネマチック相転移温度より高い温度から、室温近
傍の温度までの温度勾配を持っていることがψましい。FIG. 2(b) is a diagram showing the cooling process. When the liquid crystal element 4 is conveyed by a belt 8 in the direction of the arrow under the heater 7 which has a temperature gradient, the liquid crystal layer is slowly cooled from an isotropic liquid phase to a nematic phase to a smectic phase. Here, it is preferable that the heater 7 has a temperature gradient from a temperature higher than the isotropic phase-nematic phase transition temperature of the liquid crystal layer to a temperature near room temperature in accordance with the traveling direction of the liquid crystal element.

またベルト８の材料としては、断熱性のものが望ましく
、本実施例ではゴムベルトを用いた。The material for the belt 8 is preferably a heat insulating material, and in this embodiment a rubber belt is used.

これら２つのプロセスを経ることによって、液晶素子４
の画像表示面は透明状態となる。By going through these two processes, the liquid crystal element 4
The image display surface becomes transparent.

第２図（Ｃ）はレーザー光による書き込みプロセスを示
す図である。第２図（Ｃ）において、ベルト９によって
矢印方向に送られた液晶素子４は、半導体レーザーＩＯ
から発し、ポリゴンミラー１１によって表示面と垂直の
方向に偏光され、さらにｆ−０レンズ１２によって集光
されたレーザー光により、Ａ点で急激に加熱される。こ
の局部的な加熱によって液晶２はスメクチック相から等
方性液相の状態となるが、このプロセスでは電界印加が
ないため、液晶２は急冷却され白濁状態となる。すなわ
ち、液晶素子４の選択された表面部分は、レーザー光に
よって局部的に加熱され白濁状態となり、非加熱部との
間に光学的濃度差を生じることになり、画像情報が記録
される。FIG. 2(C) is a diagram showing a writing process using laser light. In FIG. 2(C), the liquid crystal element 4 sent in the direction of the arrow by the belt 9 is connected to the semiconductor laser IO
The laser beam is emitted from the laser beam, polarized by the polygon mirror 11 in a direction perpendicular to the display surface, and further focused by the f-0 lens 12, and is rapidly heated at point A. This local heating changes the liquid crystal 2 from a smectic phase to an isotropic liquid phase, but since no electric field is applied in this process, the liquid crystal 2 is rapidly cooled and becomes cloudy. That is, the selected surface portion of the liquid crystal element 4 is locally heated by the laser beam and becomes cloudy, creating an optical density difference between it and the unheated portion, thereby recording image information.

本実施例では、ヒーター７に７０℃〜２５℃の温度勾配
を持たせ、液晶素子４がヒーター７の下を１分以下、望
ましくは１〜３秒程度で通過する様に、ベルト８の移動
速度を調節して通過させたところ、液晶素子４の表示面
は透明化した０次いで、スポット径２０終１に絞った１
０層賛のＧａＡＪＪＡｓのレーザー光（波長７８０ｎｍ
　）で局部的な加熱を行った結果、１゛分にコントラス
トのある良好な白濁画像を得ることができた。この場合
、半導体レーザーｌＯに加える電流を出力画像に応じて
変調することにより、任意の画像を得ることができる。In this embodiment, the heater 7 has a temperature gradient of 70°C to 25°C, and the belt 8 is moved so that the liquid crystal element 4 passes under the heater 7 in less than 1 minute, preferably about 1 to 3 seconds. When the speed was adjusted and the display surface of the liquid crystal element 4 became transparent, the spot diameter was narrowed down to 20 to 1.
Zero-layer GaAJJAs laser light (wavelength 780 nm)
) As a result of local heating, a good cloudy image with contrast within 1° could be obtained. In this case, an arbitrary image can be obtained by modulating the current applied to the semiconductor laser IO according to the output image.

実施例２ レーザー光による書き込みにおいては、ガスレーザーと
ＡＯ変調素子の組み合せを用いることもできる。この場
合、液晶材には前述のように使用するレーザー光の波長
において吸収を有するような色素を混合することが望ま
しい。Example 2 In writing with laser light, a combination of a gas laser and an AO modulation element can also be used. In this case, it is desirable to mix in the liquid crystal material a dye that absorbs at the wavelength of the laser light used, as described above.

１）　Ｈｅ−Ｎｅ　Ｌ／−ザー（８３３ｎｍ　）を使用
し、混合スメクチックＡ液晶ｒＳ−５Ｊ　　（ＢＤＨ社
商品名）に。1) Using He-Ne L/-zer (833 nm), mixed smectic A liquid crystal rS-5J (trade name of BDH Co., Ltd.).

ｒ　Ｄ−２７Ｊ　　（ＢＤＨ社商品名）式％式％ で示される色素を混合したものを使って書き込みを行っ
た結果、ｎ地に白の良好な画像を得ることができた。r D-27J (trade name, BDH Co., Ltd.) As a result of writing using a mixture of dyes represented by the formula %, a good white image on an n background could be obtained.

２）　Ａｒ・　レーザー（４８８ｎ層）を使用し、混合
スメクチックＡ液晶ｒＳ−５Ｊ　　（ＢＤＨ社商品名）
に。2) Using Ar laser (488n layer), mixed smectic A liquid crystal rS-5J (trade name of BDH Co., Ltd.)
To.

ｒｃ２ａｓ」（日本感光色素製）式 で示される色素を混合したものを使って書き込みを行っ
た結果、赤地に白の良好な画像を得ることができた。As a result of writing using a mixture of dyes represented by the formula "rc2as" (manufactured by Nippon Kanko Shiki), a good image of white on a red background could be obtained.

Ｅ記２種類のガスレーザーは、現在のところ半導体レー
ザーより高出力が得られるため、記録速度を半導体レー
ザー使用時に比べ速くすることができる。At present, the two types of gas lasers listed in E can provide higher output than semiconductor lasers, so the recording speed can be faster than when using semiconductor lasers.

また、他の実施例として、ガラス基板の代りにＰＥＴ　
　（ポリエチレンテレフタレート）等の基板を用いて形
成したところ、可撓性のある記録媒体を得ることができ
た。In addition, as another example, PET can be used instead of the glass substrate.
When formed using a substrate such as (polyethylene terephthalate), a flexible recording medium could be obtained.

［発明の効果］ 本発明においては、熱光学効果を示す液晶を。[Effect of the invention] In the present invention, a liquid crystal exhibiting a thermo-optic effect is used.

画像情報の記録媒体とし、その熱光学効果によって画像
を記録するようにしたものであり、特にレーザー光によ
って古き込みを行うものである。It is a recording medium for image information, on which images are recorded using its thermo-optical effect, and is particularly aged using laser light.

このため、従来の方式に比べ画像情報の保存、書き換え
を簡単に行うことができる。Therefore, image information can be stored and rewritten more easily than in conventional methods.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明において使用される液晶素子の一実施例
を示す構成図、第２図（ａ）〜（Ｃ）は本発明による画
像記録方法の一実施例における各記録プロセスの説明図
である。 １．３・・・基板、２・・・液晶、４・・・液晶素子、
５・・・加熱ランプ、６，８．９・・・ベルト、７・・
・ヒーター］１０・・パト導体レーザー、１１・・・ポ
リゴンミラー、１２・・・ｆ−０レンズ。 １３・・・電源。FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of a liquid crystal element used in the present invention, and FIGS. 2(a) to (C) are explanatory diagrams of each recording process in an embodiment of the image recording method according to the present invention. be. 1.3...Substrate, 2...Liquid crystal, 4...Liquid crystal element,
5...Heating lamp, 6,8.9...Belt, 7...
- Heater] 10... Path conductor laser, 11... Polygon mirror, 12... f-0 lens. 13...Power supply.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １）熱光学効果を示す液晶を上下基板間に挟持して成る
液晶素子と、該液晶素子を外部から加熱する手段、冷却
する手段及びレーザー光により局部的に加熱する手段を
有し、これら手段を該液晶素子に順次施すことによって
画像情報を記録させることを特徴とする画像記録装置。 ２）上記液晶素子が垂直配向処理を施されており、かつ
上記冷却する手段において、前記液晶素子中の液晶が配
向処理に従って垂直配向するのに充分な時間を持って冷
却を行う事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画
像記録装置。[Scope of Claims] 1) A liquid crystal element comprising a liquid crystal exhibiting a thermo-optic effect sandwiched between upper and lower substrates, means for heating the liquid crystal element from the outside, means for cooling the element, and means for locally heating the liquid crystal element with laser light. What is claimed is: 1. An image recording device comprising: an image recording device which records image information by sequentially applying these means to the liquid crystal element; 2) The liquid crystal element is subjected to vertical alignment treatment, and the cooling means is characterized in that cooling is performed for a sufficient time for the liquid crystal in the liquid crystal element to be vertically aligned according to the alignment treatment. An image recording apparatus according to claim 1.