JPH10193784A

JPH10193784A - 可逆的記録媒体

Info

Publication number: JPH10193784A
Application number: JP9003195A
Authority: JP
Inventors: Kensuke Ito; 健介伊藤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1997-01-10
Filing date: 1997-01-10
Publication date: 1998-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】安定でコントラストの高い、高品位な画像
の表示が可能であり、表示画像を所望の時期に簡単に消
去でき、構成が簡易な可逆的記録媒体を提供する。【解決手段】光散乱性の多孔質層１２Ａと黒色に着色
された多孔質体からなる透明物質保持層１４Ａとを備
え、光散乱性の多孔質層を構成する材料と近い屈折率を
有する透明物質１６Ａを該層内に浸透させてなる。この
透明物質１６Ａが多孔質層１２Ａ内の空隙に充填される
と画像が表示され、多孔質層１２Ａから透明物質保持層
１４Ａへ移動することにより画像が消去される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は可逆的に画像を記録
消去できる記録媒体技術に関する。特に高い白黒コント
ラストを有する可逆的記録媒体の構造と、画像の印字消
去方法に関するものである。また、本発明は電子ディス
プレイの表示原理としても有効な方法である。

【０００２】

【従来の技術】森林資源保護などの地球環境保全や、ス
ペースセーブといった事務環境改善などの理由から紙に
替わるリライタブルマーキング技術に関する研究が活発
に行われている。特に熱を利用したリライタブルマーキ
ング技術の研究が盛んであり、ロイコ染料／両性顕減色
剤系（渡辺、清水、日野：特開平２−１８８２９３、日
野、渡辺：ＪａｐａｎＨａｒｄｃｏｐｙ ’９０，
１４７（１９９０）、内山、丹野：特開平５−９
２６６１、丹野、長谷川、八つ繁、内山、杉山、浅
部、井上：ＪａｐａｎＨａｒｄｃｏｐｙ ’９４，
１２９（１９９４））、ロイコ染料／顕色剤／有極
性有機化合物系（鬼頭、中筋、片岡、稲垣、柴橋：特
開昭６０−２６４２８５）、ロイコ染料／長鎖アルキル
顕減色剤系（川村、他：特開平４−２４７９８５、
筒井、山口：ＰｏｌｙｍｅｒＰｒｅｐｒｉｎｔｓ，
Ｊａｐａｎ，７３６，ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．７
（１９９３）、Ｙ．Ｙｏｋｏｔａ，Ｍ．Ｉｋ
ｅｄａ，Ｓ．Ｈｉｒａｉｓｈｉ：ＩＳ＆Ｔ’ｓ
９ｔｈＮＩＰＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，４１３
（１９９３））、ロイコ染料／顕色剤／可逆材系（高
山、藤岡、宮本、西沢、杉内、内藤：ＪａｐａｎＨ
ａｒｄｃｏｐｙ ’９５，９９（１９９５））など
の方式が提案されている。これらロイコ染料を用いる方
式は、そのラクトン環の開閉に伴う発消色変化を利用す
る化学変化型であり、現在のところ高い白黒コントラス
トと画像の維持性を両立することは困難である。これに
対し画像の維持性が比較的得易い物理変化型の方式が提
案されている。高分子／長鎖アルキル低分子系（Ｗ．
Ｄａｂｉｓｃｈｅｔａｌ．：ＤＰ２９０７３５２
（１９８０）、丸山、堀田、久保、滝口：特開平２
−１１７８８８、堀田吉彦、久保敬司：第４回ノンイ
ンパクトプリンティング技術シンポジウム論文集，５７
（１９８７））、高分子／液晶系（Ｙ．Ｔａｋａｈａ
ｓｈｉ，Ｎ．Ｔａｍａｏｋｉ，Ｙ．Ｋｏｍｉ
ｙａ，Ｙ．Ｈｉｅｄａ，Ｋ．Ｋｏｓｅｋｉ，
Ｔ．Ｙａｍａｏｋａ：Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．７４，４１５８（１９９３））、ポリマーブ
レンド系（前田一彦、川田彰：特開昭６１−２５８８
５３）、高分子液晶系（Ｔ．Ｕｅｎｏ，Ｔ．Ｎａ
ｋａｍｕｒａ，Ｃ．Ｔａｎｉ：ＪａｐａｎＤ
ｉｓｐｌａｙ ’８６，２９０（１９８６）、明
石、二宮：特開平７−２３４３９３、二宮、森川、明
石：ＪａｐａｎＨａｒｄｃｏｐｙ ’９４，１２５
（１９９４）、明石、井上：第２回ポリマー材料フ
ォーラム講演要旨集，９９（１９９３）、Ｊ．Ｗ
ａｔａｎａｂｅ，Ｍ．Ｇｏｔｏ，Ｔ．Ｎａｇａ
ｓｅ：Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２０，２
９８（１９８７））、結晶性高分子系（製鉄化学、日
経産業新聞１９６７．６．８）などがこれに当
たる。

【０００３】高分子／長鎖アルキル低分子系は内部の空
隙を加熱温度によって変化させ光散乱性を制御する方式
であり、高分子／液晶系及びポリマーブレンド系は冷却
速度によってミクロ相分離状態を変化させ、光散乱性を
制御する方式である。また高分子液晶系、結晶性高分子
系は主に冷却速度によって結晶性を変化させて光散乱性
を制御する方式である。しかしこれらの光散乱性を制御
する方式は、画像の維持性は得易いが画像の濃度が低く
商品の応用範囲が限られている。

【０００４】上記のように熱などのエネルギーを与えて
可視画像を形成する方式に対し、媒体への物質の出入り
によって可視画像の可逆表示を行う方式が知られてい
る。例えば液体を多孔質の光散乱体に浸透、揮発させて
屈折率整合によって背景色を可逆表示する方式（商品
「水書道」（書研）、商品「水書きお習字練習帳」（Ｐ
ＩＬＯＴ）、アレンズ，ロバート・ビー：特公平４−
４８３４９、アレンズ，ロバート・ビー：特公平３−３
１２１１、アレンズ，ロバート・ビー：特公平４−７
２７０９）である。この方式の原理を説明する。媒体を
構成する多孔質層は多数の空隙を内部に有しているた
め、通常は強い光散乱が起こり白濁している。この空隙
を持った多孔質体に、多孔質体を構成する物質の屈折率
とほぼ同じ屈折率を有する液体をしみ込ませると、その
部分が固体−空気界面の消失した光学的に均質な構造に
なり、透過率が上昇する。すなわち、白濁領域（空隙を
有した光散乱領域）の中に部分的に透明な領域（光学的
均質構造領域）が生じ、そのコントラストによって情報
を表示記録することができる。多孔質体への液体浸透に
よる光散乱性制御方式を用いて、背景に黒を置いた表示
を行った場合、前記の光散乱性制御方式に比べ、多孔質
体空隙を充填する物質の付与、除去によって高い白黒コ
ントラスト表示が可能である。

【０００５】しかしながら、これら公知の方式は、浸透
液体が通常の環境で揮発するように選ばれているため、
消去したい時に表示画像を消去でき、表示画像を残した
ければ望む期間表示させておくことができるといった、
可逆的記録媒体の基本的な機能を満足していない。逆に
このような媒体に揮発しにくい、あるいは揮発しない液
体を浸透させれば、表示は維持することができるが、繰
り返し利用が困難になってしまう。即ち、浸透させた液
体を除去するために、吸引や流水などで流してしまうか
溶剤で洗浄してしまう等の方法をとりうるが、何れの方
法にしても、設備が大がかりになる、十分に取り去るに
は時間がかかる等の問題がある。また、仮に容易に浸透
液体を取り去ることができても、浸透液体を再利用する
ことは容易ではない。さらに、この方式では画質は優れ
るものの、浸透させる液体を記録媒体外部から加えるた
め、浸透させる液体の管理が必要な上、印字装置と消去
装置の両方が必要となる。

【０００６】以上述べたように、通常の記録技術のよう
に、白黒コントラストの高い美しい画質で、十分な維持
性を持つように設計すれば消去することは容易なことで
はなく、仮にできても装置が大がかりになり、逆に簡単
に消去できる、即ち繰り返し利用が簡単に実現できるよ
うな設計では美しい画像を維持することは困難になって
しまうという問題があり、画質、維持性、繰り返し利用
性をすべて満足する可逆的記録媒体は提案されていない
のが現状ある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の可逆的記録の方
式では前記のごとき問題点があり、これらの欠点を解消
した新しい可逆的記録媒体が切望されている。

【０００８】即ち、本発明の目的は、安定でコントラス
トの高い高画質な画像の表示ができ、表示画像を所望の
時期に簡単に消去しうるとともに、構成が簡易な可逆的
記録媒体を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めの本発明の可逆的記録媒体は、薄板あるいは薄膜状の
光散乱性の多孔質層と、透明物質と、該透明物質を保持
することができる薄板あるいは薄膜状の着色された透明
物質保持層とを備え、該透明物質が光散乱性の多孔質層
に浸透することで該光散乱性の多孔質層を略透明にしう
る物性を有する可逆的記録媒体であって、該透明物質が
該光散乱性の多孔質層と該透明物質保持層との間を移動
することによって可逆的に画像を表示あるいは消去す
る、ことを特徴とする。

【００１０】また、請求項２に係る可逆的記録媒体は、
薄板あるいは薄膜状の光散乱性の多孔質層と、透明物質
と、該透明物質を保持することができる薄板あるいは薄
膜状の略透明な透明物質保持層と、薄板あるいは薄膜状
の着色層とを備え、該透明物質が光散乱性の多孔質層に
浸透することで該光散乱性の多孔質層を略透明にしうる
物性を有する可逆的記録媒体であって、該透明物質が該
光散乱性の多孔質層と該略透明な透明物質保持層との間
を移動することによって可逆的に画像を表示あるいは消
去する、ことを特徴とする。

【００１１】請求項３に係る可逆的記録媒体は、薄板あ
るいは薄膜状の光散乱性の多孔質層と、薄板あるいは薄
膜状の着色された多孔質着色層と、透明物質と、該透明
物質を保持することができる薄板あるいは薄膜状の透明
物質保持層とを備え、該透明物質が光散乱性の多孔質層
に浸透することで該光散乱性の多孔質層を略透明にしう
る物性を有する可逆的記録媒体であって、該透明物質が
該光散乱性の多孔質層と該透明物質保持層との間を移動
することによって可逆的に画像を表示あるいは消去する
ことを特徴とする。

【００１２】本発明の可逆的記録媒体においては、透明
物質保持層から画像状に透明物質が光散乱性の多孔質層
に移動、浸透すると、多孔質層と透明物質の屈折率が近
いので多孔質層はほぼ透明になり、浸透していない白く
光散乱している場所との差で画像が形成される。このと
き、多孔質層下部に配置された着色層と光散乱している
白色部分との差によって高いコントラストを有する画像
が得られる。

【００１３】ここで用いられる透明物質は常温で固体で
あることが画像維持性の観点から好ましい。また、透明
物質の移動は、該透明物質が液体状態をなすときに電界
を印加することで行うことが好ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明について詳細に説
明する。

【００１５】本発明の可逆的記録媒体（以下、適宜、媒
体と称する）は、少なくとも薄板あるいは薄膜状の光散
乱性の多孔質層と透明物質保持層が積層して配置されて
おり、透明物質は両層の間を移動する。両層は必ずしも
直接積層されていなくてもよく、層間の透明物質の移動
を妨げない限りにおいて他の層を介して積層されていて
もよい。

【００１６】透明物質保持層から画像状に透明物質が光
散乱性の多孔質層に移動、浸透すると、多孔質層と透明
物質の屈折率が近い場合多孔質層はほぼ透明になり、浸
透していない白く光散乱している場所との差で画像が形
成される。透明物質保持層が光散乱性の多孔質層と同様
に無着色で、光散乱状態では白く見える物質であると、
透明物質が光散乱性の多孔質層に移動しても、この移動
した領域の透明物質保持層は光散乱状態で白くなり、コ
ントラストを得ることができない。そのため透明物質保
持層は着色されているか、透明物質保持層が透明或いは
略透明である場合、他の着色層を有している必要があ
る。色材によって着色された層を有していれば、透明物
質の存在の有無にかかわらず常に透明物質保持層は着色
された色を表示することができる。一方光散乱性の多孔
質層は、透明物質が浸透した場合には透明になり、浸透
してない場合は白色となる。これらの層が積層されてい
れば良好なコントラストを得ることができる。

【００１７】なお、光散乱性の多孔質層と透明物質保持
層の積層状態で、自己支持が可能な程度に十分な強度を
持たせることができればこのまま用いることもできる
が、ハードコピー媒体としての扱い易さを向上せるため
に、厚みや腰が制御しやすいなんらかの支持基板上にこ
れらの層を形成しても良い。

【００１８】また、直接光散乱性の多孔質層に触れない
ようにするための透明な保護層を設けても良い。可逆的
記録媒体が大気の出入りを妨げるような密閉構造を採る
ことは、透明物質の流動を妨げるため好ましくない。そ
のため支持基板や保護層も、多孔質あるいは空隙をもっ
て積層するなどの構造をとることが望ましい。

【００１９】まず、本発明の主要構成要素である光散乱
性の多孔質層についてより詳細に説明する。本発明に係
る光散乱性の多孔質層を形成する材料は、透光性が良い
ものが好ましく用いられる。透光性が悪い材料で光散乱
性の多孔質層を作成すると、光散乱性の多孔質層への透
明物質浸透部分の透明性が低下し、透明部の濃度と白濁
部分の背景とのコントラストが悪化する。本発明の光散
乱性の多孔質層は、上記の要求特性を満たす材料を用い
ていかなる方法で作られたものでも良い。有機樹脂を用
いて光散乱性の多孔質層を形成する方法としては、例え
ば、相転換法、延伸法、フィラー充填法等がある。それ
ぞれの方法について説明すれば、相転換法は、有機樹脂
を溶媒に溶解させ、平板上に流延・展開して製膜する方
法である。溶媒の一部を蒸発させ、浴中に浸漬して凝固
させて光散乱性の多孔質層を製膜する。フィラー充填法
は有機樹脂をバインダーとして、これに支持基板とバイ
ンダーとは反応および溶解しない溶液に可溶であるフィ
ラーを分散させ、この溶液を支持基板上に塗布し、フィ
ラーのみを溶媒除去して光散乱性の多孔質層を製膜する
方法である。延伸法は結晶性の有機樹脂を製膜した後
に、熱を加えたり可塑剤を添加して可塑化状態にして１
軸あるいは２軸に延伸し、フィルムに歪みを与えること
により孔を開けて光散乱性の多孔質層を製膜する方法で
ある。

【００２０】前記の多孔質層に要求される特性を満足す
る具体的な材料として、相転換法やフィラー充填法で製
膜される有機樹脂としては、例えば、セルロース、ニト
ロセルロース、アセチルセルロース、ポリアミド、ポリ
メタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリビニルア
ルコール、ポリウレタン等が挙げられる。また、延伸法
で製膜される有機樹脂としては、例えば、ポリプロピレ
ン、ポリエチレン等が挙げられる。

【００２１】さらに、光散乱性の多孔質層の強度を増す
ために有機樹脂とフィラーを組み合せて光散乱性の多孔
質層を作成することもできる。この際に用いられるフィ
ラーとしては、上記有機樹脂と屈折率が近いシリカや重
合メラミン、炭酸カルシウムなどの材料が好ましく用い
られる。フィラーの大きさは０．１μｍ〜５μｍが好ま
しい。フィラーの大きさが０．１μｍ未満だと光散乱性
の多孔質層の強度を増す効果はなく、５μｍより大きな
フィラーでは光散乱性の多孔質層の白濁度を低下させて
しまう。光散乱性の多孔質層の有機樹脂とフィラーを組
み合せて光散乱性の多孔質層を作成する場合は、相転換
法で光散乱性の多孔質層を作成することができる。フィ
ラーの有機樹脂に対する混合比は重量で５％〜７０％が
好ましい。フィラーが５％未満でも、７０％より大きく
ても、光散乱性の多孔質層の強度を増す効果は小さくな
る。

【００２２】本発明で薄板あるいは薄膜状の多孔質層と
は、数十μｍの可撓性を有するような薄板状からサブミ
クロンオーダーの薄膜状のものまでを包含するものであ
るが、光散乱性の多孔質層の厚みは、５０μｍ以下であ
ることが望ましい。より好ましくは５μｍ〜５０μｍの
範囲であり、さらに好ましくは１０μｍ〜３０μｍであ
る。５μｍ以下であると光散乱層である多孔質層が薄す
ぎて白濁度が低下し表示品質が低下する。また、５０μ
ｍより厚いと表示の視野角依存性が大きくなり表示品質
が低下してしまい高画質の表示は困難である。光散乱性
の多孔質層の厚みが５μｍ〜５０μｍである場合は、多
孔質層内の空隙の容積、即ち空隙率が２０〜８５％で、
かつ多孔質層内の空隙の平均ポア径が０．０１μｍ〜１
０μｍであることが白濁度の点で好ましい。空隙率が２
０％以下であると白濁度が低下し、高コントラストの表
示は困難となる。また空隙率が８５％以上であると、白
濁度は大きくなるものの媒体の強度が低下し、ペーパー
ライクな表示記録媒体としての取扱いがしにくくなる。
また、光散乱性の多孔質層内の空隙の平均ポア径は０．
０１μｍ〜１０μｍ、より好ましくは０．１μｍ〜５μ
ｍの範囲が好ましい。平均ポア径は０．０１μｍより小
さくても、１０μｍより大きくても白濁度が低下し、高
コントラスト表示は困難となる。

【００２３】この様な光散乱性の多孔質層は、前記した
ように透明物質保持層あるいは着色層等とともに支持基
板上に形成されている方が媒体の強度、厚さなどをハン
ドリング性が良い状態に制御する上で好ましい。支持基
板材料としては、ポリエチレン、ポリエステル、ポリエ
チレンテレフタレートなどの各種有機樹脂フィルム、あ
るいは紙などが用いられる。述べるまでもなく、透明物
質保持層あるいは着色層が支持基板を兼ねた構造であっ
ても良い。なお支持基板の厚みは２０μｍ〜１５０μｍ
が好ましい。支持基板の厚みが２０μｍ未満だと媒体自
身の強度が低下して、耐久性が悪くなる。また、厚みが
１５０μｍより大きいと媒体自身のフレキシブル性が損
なわれて、ハードコピーライクな表示記録媒体としての
ハンドリング性が劣ってくる。多孔質層の厚みとポア径
が前記好ましい範囲内にあっても、両者の関係は、空隙
の平均ポア径が多孔質層の厚みよりも小さいものである
ことを要する。これは、空隙の平均ポア径が多孔質層の
厚みよりも大きいと、光散乱層である多孔質層は少なく
ともその一部に光の直進透過が可能な貫通孔を有するこ
とになり、地肌の白色度が低下するためである。

【００２４】本発明の可逆的記録媒体に用いられる透明
物質保持層とは光散乱性の多孔質層に浸透した透明物質
を保持できるものであればどのような材料、構造であっ
てもよい。例えばゲルであっても多孔質体であっても布
状や不織布状のものであってもよい。多孔質体や布状、
あるいは不織布状の場合、浸透した透明物質が微弱な外
力によって移動しない程度の大きさの空隙である必要が
ある。透明物質保持層に透明物質が膨潤しても保持層と
しての用をなすが、透明物質保持層からの移動が容易な
毛管力による保持力を利用する方がよい。このような材
料としては先に述べた光散乱性の多孔質層と同様なもの
であってもよく、また天然繊維や合成繊維、金属繊維や
ガラス繊維からできた布、不織布、植毛体であってもよ
い。さらに紙、多孔質のゴム、微細加工などによって多
孔を形成した樹脂やセラミック、有機または無機微粒子
やそれらの焼結体なども利用できる。

【００２５】本発明の可逆的記録媒体においては、上記
少なくとも２つの層間を透明物質が移動することによっ
て画像の表示、消去が行われる。ここで、光散乱性の多
孔質層に浸透することで該光散乱性の多孔質層を略透明
にしうる透明物質とは、多孔質層を形成する物質の屈折
率と略等しい屈折率を有しなければならない。多孔質層
を形成する物質の屈折率と略等しい屈折率とは、多孔質
材料と透明物質の屈折率差が０．１以下、好ましくは
０．０５以下の材料の組合せを示す。多孔質材料と透明
物質の屈折率差が０．１より大きいと、多孔質材料と透
明物質との界面で光散乱が大きくなり透明性が低下し、
高コントラスト表示は困難となる。

【００２６】先に述べたように、光散乱性の多孔質層に
透明物質が浸透すると、多孔質層と透明物質との屈折率
整合によって光散乱性の多孔質層は透明になり、多孔質
層の下に着色層が存在すれば着色層の色が観察される。
即ち画像が形成される。消去は逆に光散乱性の多孔質層
から透明物質保持層に移動することによって成される。

【００２７】図１に多孔質層の空隙（孔）の透明物質充
填率と、透明化によって観察される黒着色層による光学
濃度との関係を示す。ここでは、黒色ポリエチレンテレ
フタレート（ＰＥＴ）上に形成された平均孔径３．０μ
ｍ、厚さ１００μｍに調整された屈折率１．４７のセル
ロースアセテート製多孔質層に、屈折率１．４７のグリ
セリンを浸透させた時の例を示すが、他の材料の組合せ
であっても概ね同様の傾向を示す。この例では、充填率
が６０％を越えると急激に透明（黒色）になり、逆に４
０％以下ではほぼ白くなる。即ち、画像の印字は、透明
物質保持層から光散乱性の多孔質層へ充填率６０％以上
になるまで透明物質が移動することによって成され、消
去は、光散乱性の多孔質層から透明物質保持層へ、多孔
質層の充填率４０％以下になるまで透明物質が移動する
ことによって成される。

【００２８】さらに、この透明物質は常温で固体である
ことが好ましい。ここで、常温で固体の透明物質とは融
点が４０°Ｃ以上の物質を示す。特に印字の際のエネル
ギーの大きさや、画像表示の環境依存性を考えると、こ
れらの物質の好ましい融点範囲は５０°Ｃ〜１２０°
Ｃ、さらに好ましくは６０°Ｃ〜８０°Ｃである。光散
乱性の多孔質層への浸透が速やかに行われる点や、冷却
時において光散乱性の多孔質層内部で結着しにくいため
透明物質保持層への移動がしやすさという点で、溶融粘
度が高い高分子性の樹脂などではなく、比較的溶融粘度
が低い低分子量の結晶性物質などが好ましく用いられ
る。これらの具体的な材料としては例えばマイクロクリ
スタリンワックス、カルナバワックス、ライスワックス
などの植物系ワックス、キャンデリラワックス、パラフ
ィンワックスなどの石油ワックス、モンタンワックスな
どの鉱物系ワックスなどに代表される天然ワックス類、
またポリエチレンワックスなどの合成炭化水素類、モン
タンワックス誘導体、パラフィンワックス誘導体、マイ
クロクリスタリンワックス誘導体、ポリエチレンワック
ス誘導体などの変性ワックス、硬化ヒマシ油、水添ホホ
バ油などの水素化ワックスなどに代表される合成ワック
ス類、その他ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン
酸、ベヘン酸などの脂肪酸、オレイン酸アミド、ステア
ロアミドなどの脂肪酸アミド、ポリオールエステル、二
塩基酸エステルなどの脂肪酸エステル、脂肪酸ケトンな
どの脂肪酸誘導体、ステアリルアルコールなどの脂肪族
アルコール、ステブリン酸モノグリセロールなどのアシ
ルグリセロール、ビニルエーテル、高分子複合エステ
ル、尿素等が挙げられる。さらにはポリエチレングリコ
ールなどのグリコールエーテルやベンズアミド、フェナ
セチンなどの芳香族アミドなどが挙げられる。またさら
にはこれらから選択された物質を混合することにより得
られる組成物であってもよい。

【００２９】ここで列挙したように充填する好ましい透
明物質は常温で液体ではなく、固体の物質であることか
ら、光散乱性の多孔質層に充填した状態のまま冷却固体
化することで、その画像には通常のハードコピーと同等
の良好な維持性を持たせることができる。

【００３０】透明物質の該多孔質層から該透明物質受容
層への転移は、該透明物質が液体状態において、電界を
印加することで行うことができる。この場合、光散乱性
の多孔質層と透明物質保持層との間の透明物質の移動は
主に界面動電現象によって起こると考えられる。言うま
でもなく透明物資は少なくとも移動させる間は液体であ
る必要がある。電界の力を利用することによって、例え
ば機械的な圧力を加えることによって光散乱性の多孔質
層から透明物質保持層へ透明物質を移動させる方法に比
べ、移動をより確実にかつ効率よく行うことができる。
その理由の一つは、機械的な圧力などと違って、電界は
遠隔力であるため、透明物質全体に移動力が働くからで
ある。また電界は原理的に非接触で力を及ぼすことがで
きるため、可逆的記録媒体を傷つけたり破壊したりする
恐れが少ない。また、仮に保護層等がない場合でも、非
接触で駆動できれば透明物質に不純物が混入する可能性
を最小限に抑えることができる。電界は、(1) 可逆的記
録媒体を電極で挟持する、(2) 媒体表面に画像状にイオ
ンヘッドなどで電荷を与える、(3) 電子写真プロセスに
おいて静電潜像が形成された感光体に接触させる、(4)
イオノグラフィプロセスにおいて静電潜像が形成された
誘電体に接触させる、等の方法で印加することができ
る。(1) 電極を用いる方法では、電極を可逆的記録媒体
自身に持たせても良い。その方法として、例えば、支持
基板や着色層が一方の電極を兼ねてもよい。

【００３１】前記のように、本発明の可逆的記録媒体に
おいては、少なくとも光散乱性の多孔質層と、透明物質
保持層とを備え、これらの層内に透明物質が保持されて
いる、（Ｉ）（ａ）多孔質層と、（ｂ）透明物質保持層
との積層体、の構成を有するものであるが、光散乱性の
多孔質層と略透明な透明物質保持層と着色層とが積層し
て成るこの構成、即ち、（II）（ａ）多孔質層と、
（ｂ’）略透明な透明物質保持層と、（ｃ）着色層との
積層体、の構成を有するものであっても前述と同様な理
由によって十分なコントラストを得ることができる。こ
のような可逆的記録媒体の各層の配置は、例えば上部
（表示面側）から順に、−光散乱性の多孔質層、略透明
な透明物質保持層、着色層であっても、また、−略透明
な透明物質保持層、光散乱性の多孔質層、着色層の順で
あっても良い。尚、着色層は先に述べたように密閉構造
とならないように多孔質であってももちろん良い。

【００３２】また、本発明の可逆的記録媒体は、薄板あ
るいは薄膜状の光散乱性の多孔質層と、薄板あるいは薄
膜状の着色された多孔質着色層と、該光散乱性の多孔質
層に浸透することで該光散乱性の多孔質層を略透明にす
る透明物質と、透明物質を保持することができる薄板あ
るいは薄膜状の透明物質保持層をふくむ、（III ）
（ａ）多孔質層と、（ｃ’）着色された多孔質層と、
（ｂ）透明物質保持層との積層体、の構成を有するもの
であっても同様の効果を得ることができる。

【００３３】（III ）の場合のように、着色層が多孔質
であれば透明物質は着色層を透過することができる。こ
のように着色層が透明物質の移動を妨げない構造の場合
には、各層の配置は、上部（表示面側）から順に、例え
ば、−光散乱性の多孔質層、着色層、透明物質保持層と
することができる。

【００３４】以下、他の層構成について説明する。先述
の略透明な透明物質保持層としては、光を吸収するよう
な色のついた材料や、微細な孔構造をもつような光散乱
性の構造は利用できない。ここで言う略透明とは、光学
濃度２．０（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製４０４Ａによる）の黒色
の着色層を略透明な透明物質保持層の下に置いて、透明
物質が浸透していない状態で、略透明な透明物質保持層
側から測定したときの光学濃度が０．７以上あることを
指す。材料としては光散乱性の多孔質層と同様、透光性
の高い材料を用いるが、空隙率やポア径は光散乱性の多
孔質層とは異なり、光散乱をなるべく抑え、白濁しない
ように設計しなければならない。不定形の多孔質構造を
採る場合には、空隙率を５〜３０％、あるいは８０〜９
５％で、空隙の平均ポア径が０．２μｍ以下あるいは８
μｍ以上であることが望ましい。パンチングメタルや織
布、編み目のような規則的な多孔質構造を採る場合に
は、空隙率が２０〜８５％の範囲であったり、平均ポア
径が０．０１μｍ〜１０μｍであったりしても略透明に
することができる。この略透明な透明物質保持層の厚さ
は、透明性を保つためにはできるだけ薄くしたいが、光
散乱性の多孔質層の空隙を、前記の空隙への透明物質の
充填率と透明化によって観察される画像の光学濃度との
関係についての記載で開示した程度以上に満たすだけの
量の透明物質を保持しなければならないため、極端に薄
くすることはできない。そのため光散乱性の多孔質層の
厚みと空隙率と、略透明な透明物質保持層の空隙率を勘
案して、通常５μｍ〜７０μｍの間に設計される。

【００３５】

【実施例】

（実施例１）実施例１の可逆的記録媒体１０の概略断面
図を図２に示す。厚さ６０μｍ、平均孔径１．０μｍ、
空隙率８０％のニトロセルロースでできたマイクロポー
ラス・メンブランフィルター（Ｍｉｃｒｏｐｏｒｏｕｓ
ｍｅｍｂｒａｎｅｆｉｌｔｅｒ）からなる光散乱性
の多孔質層１２Ａと、墨で黒色に着色した厚さ６０μ
ｍ、平均孔径１．０μｍ、空隙率８０％のニトロセルロ
ースでできたマイクロポーラス・メンブランフィルター
（Ｍｉｃｒｏｐｏｒｏｕｓｍｅｍｂｒａｎｅｆｉｌｔ
ｅｒ）の着色された透明物質保持層１４Ａを低濃度の膠
で接着して可逆的記録媒体１０とした。注意深く膠によ
って接着すれば、光散乱性の多孔質層１２Ａと多孔質の
着色透明物質保持層１４Ａは、接着層によって透明物質
の流動が妨げられるような連通しない状態にはならな
い。

【００３６】この着色透明物質保持層１４Ａ全体にポリ
エチレングリコール（ＨＯ（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）
_nＨ_n-4）１６Ａを浸透させ、さらに可逆的記録媒体１
０をＩＴＯ蒸着透明電極１８、１９で挟んだ。光散乱性
の多孔質層１２Ａ側から観察しながら、透明電極１８、
１９間に、着色透明物質保持層１４Ａ側が負極性になる
ように２５０Ｖの電圧を印加したところ、全体は白くな
った。この時の光学濃度は０．１５であった。極性を逆
にして電圧を印加したところ、ポリエチレングリコール
（ＨＯ（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_nＨ_n-4）１６Ａは着色透明
物質保持層１４から光散乱性の多孔質層１２Ａに移動
し、全体は黒色になった。この時の光学濃度は１．７で
あった。（実施例２）実施例２の可逆的記録媒体１８の概略断面
図を図３に示す。厚さ２５μｍのＰＥＴフィルム（東レ
製）に微細な直孔を放電破壊法によって不規則な位置に
開け、略透明な透明物質保持層２０とした。平均孔径は
８．００μｍ、孔密度は約５×１０⁵孔数／ｃｍ⁵であ
る。このＰＥＴフィルム製の略透明な透明物質保持層２
０は、略透明で僅かに白濁している。次いで、光散乱性
の多孔質層形成材料として、ニトロセルロースをメチル
イソブチルケトン（ＭＩＢＫ）に溶解させて８重量％の
塗布溶液を作成した。この塗布溶液を厚さ７５μｍの黒
色ＰＥＴフィルム（東レ製）製の支持基板兼着色層２２
にウェット膜厚で約２５０μｍ塗布し、乾燥工程を設け
ずに、支持基板兼着色層２２ごと塗布膜をニトセルロー
スの貧溶媒であるヘキサン溶液の中ヘ５分間浸した。５
分後に支持基板兼着色層２２をヘキサン溶液から引上
げ、未乾燥状態で先のＰＥＴフィルム製の略透明な透明
物質保持層２０をニトロセルロース塗布側に重ねた後、
乾燥させた。このようにして得た可逆的記録媒体１８
は、上から順にＰＥＴフィルム製の略透明な透明物質保
持層２０、乾燥膜厚２０μｍのニトロセルロース製の光
散乱性の多孔質層１２Ｂ、黒色ＰＥＴフィルム製の支持
基板兼着色層２２が積層した構造となる。

【００３７】この可逆的記録媒体１８の略透明な透明物
質保持層２０側に、透明物質としてオレイン酸アミド
（アルフローＥ−１０：日本油脂（株）製、融点７０〜
７８℃）１６Ｂを支持基板兼着色層２２全体を９５℃に
加熱しながら浸透させた。さらに可逆的記録媒体１８を
厚さ０．６ｍｍの板状のステンレススチール製電極２
４、２５で挟み、ヒーター２６にて９５℃に加熱しなが
ら、略透明な透明物質保持層２０側を負極として１５０
Ｖの電圧を６０秒間印加し、電極２４、２５を取り外し
て光学濃度を測定したところ０．１７であった。再度電
極２４、２５で挟み、極性を逆にして１５０Ｖの電圧を
６０秒間印加しところ、オレイン酸アミド１６Ｂは略透
明な透明物質保持層２０から光散乱性の多孔質層１２Ｂ
に移動し、光散乱性の多孔質層１２Ｂは透明化した。こ
のときの光学濃度は１．４であった。

【００３８】尚、このように電界と熱の両方の刺激によ
って透明物質が流動する場合には、どちらか一方の刺激
を可逆的記録媒体１８全体に均一に与え、他方でアドレ
ッシングするという印字方法を採ることができる。例え
ば全体を加熱して針電極などで画像を書き込んでも良い
し、逆に可逆的記録媒体１８全体に均一な電界を印加
し、サーマルヘッドで印字しても良い。（実施例３）実施例３の可逆的記録媒体２８の概略断面
図を図４に示す。多孔質層形成材料としてアセチルセル
ロースを用い、シクロヘキサノンに溶解させて１０重量
％の多孔質層塗布溶液を作成した。この塗布溶液をＰＥ
Ｔフィルム上にウェット膜厚で約４００μｍ塗布し、乾
燥工程を設けずに、支持基板ごと塗布膜をヘキサン溶液
のなかヘ５分間浸した。５分後に支持基板をヘキサン溶
液から引き上げ乾燥させ、アセチルセルロースの多孔質
層をＰＥＴフィルム上から注意深く剥がすことにより膜
厚３０μｍの光散乱性の多孔質層１２Ｃを得た。同様に
アセチルセルロースを用い、アセチルセルロース７０部
に対して３０部のカーボンブラックを混合し、シクロヘ
キサノンに溶解させてペイントシェーカーにより６０分
粉砕を行い１３重量％の多孔質層塗布溶液を作成した。
この塗布溶液をＰＥＴフィルム上にウェット膜厚で約７
００μｍ塗布し、乾燥工程を設けずに、支持基板ごと塗
布膜をヘキサン溶液のなかヘ５分間浸した。５分後に支
持基板をヘキサン溶液から引き上げ乾燥させ、ＰＥＴフ
ィルム上から剥がすことにより膜厚６０μｍの多孔質の
着色層３０を得た。次いで、厚さ４０μｍのポリアクリ
レートフィルムを実施例２と同様な方法で加工して、平
均孔径１０．０μｍ、孔密度約５×１０⁵孔数／ｃｍ²
の多孔質の略透明な透明物質保持層２０を得た。次に、
作成した光散乱性の多孔質層１２Ｃ、略透明な透明物質
保持層２０、多孔質の着色層３０の各層をこの順に重
ね、アクリル系紫外線硬化樹脂（ＤＰＣＡ１２０日本化
薬（株）製）の６０重量％イソプロピルアルコール溶液
中に浸せき後、引き上げ乾燥させ、１２０Ｗ／ｃｍ出力
のＵＶキュア装置で３０秒間キュアし可逆的記録媒体２
８を得た。

【００３９】この可逆的記録媒体２８に実施例２と同様
にしてオレイン酸アミド１６Ｂを浸透させ、更に電界を
印加したところ、電界の極性に応じて光学濃度が変化す
ることを確認した。光学濃度は黒色時で１．６、白色時
で０．１４であった。（実施例４）実施例４の可逆的記録媒体３２の概略断面
図を図５に示す。フィブリル化したポリエチレン繊維３
０部、セルロース系合成繊維７０部を混抄し、無圧下で
乾燥後１５０℃で加熱処理し熱接着して１００μｍ厚の
シート状の透明物質保持層３４を得た。次いで、この透
明物質保持層３４の片面に保護層として厚さ２０μｍの
ポリエチレンフィルム３６を加熱によってラミネートし
た。実施例３と同様にして作成した光散乱性の多孔質層
１２Ｃ、多孔質の着色層３０を、上からこの順になるよ
うに透明物質保持層３４のポリエチレンフィルム３６の
無い面に重ねて、実施例３と同様な方法で接着し、可逆
的記録媒体３２を得た。

【００４０】透明物質としてデカンジオール（ｍｐ＝７
２〜７４°Ｃ）１６Ｃを、光散乱性の多孔質層１２Ｃ側
から加熱浸透させた。実施例３と同様にして、全体を加
熱しながら、透明物質保持層３４側が負極性となるよう
に３００Ｖの電圧を３０ｓ間印加したところ、可逆的記
録媒体３２は白色になった。さらにＩＴＯによって像状
にパターニングされたガラス基板の透明電極３８を光散
乱性の多孔質層１２Ｃ側に、ステンレススチール電極２
５を透明物質保持層３４側に接触させて、光散乱性の多
孔質層１２Ｃ側が負極になるように３００Ｖ印加したと
ころ、ＩＴＯパターンに従って画像が出現した。再度電
界方向を逆転したところ画像は消去された。画像の光学
濃度は１．５、背景部濃度は０．１５であった。（実施例５）実施例５の可逆的記録媒体の概略断面図４
０を図６に示す。厚さ２５μｍの黒色ＰＥＴフィルムに
微細な直孔を放電破壊法によって不規則な位置に開け、
着色層兼透明物質保持層１４Ｂを得た。平均孔径は８．
００μｍ、孔密度は約８×１０⁵孔数／ｃｍ²である。
次いで、光散乱性の多孔質層形成材料として、ニトロセ
ルロースをメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）に溶解
させて８重量％の塗布溶液を作成した。この塗布溶液を
厚さ２５μｍのＰＥＴフィルム４２にウェット膜厚で約
２５０μｍ塗布し、乾燥工程を設けずに、ＰＥＴフィル
ム４２ごと塗布膜をニトセルロースの貧溶媒であるヘキ
サン溶液の中ヘ５分間浸した。５分後にＰＥＴフィルム
４２をヘキサン溶液から引上げ、未乾燥状態で先の着色
層兼透明物質保持層１４Ｂをニトロセルロース塗布側に
重ねた後、乾燥させた。このようにして得た可逆的記録
媒体４０は、上から順にＰＥＴフィルム４２、乾燥膜厚
２０μｍのニトロセルロース製の光散乱性の多孔質層１
２Ｂ、着色層兼透明物質保持層１４Ｂが積層した構造と
なる。

【００４１】着色層兼透明物質保持層１４Ｂ側からポリ
エチレングリコール（ＨＯ（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）
_nＨ_n-4）１６Ａを浸透させた後、可逆的記録媒体４０
をステンレススチール製の電極で挟んで、着色層兼透明
物質保持層１４Ｂ側が負極になるようにして１５０Ｖの
電圧を印加した。ポリエチレングリコール１６Ａは全て
着色層兼透明物質保持層１４Ｂ側に移動し白色化した。
次いで可逆的記録媒体４０をステンレススチール製の電
極２５の上に乗せ、イオン記録ヘッド４４との間にイオ
ン加速電圧４５を印加しながら、ＰＥＴフィルム４２上
に画像状にマイナスイオンを照射した。ここで用いたイ
オン記録ヘッド４４は、コロナ放電によって発生したイ
オンを空気流の支援によって取り出すタイプのものであ
る。イオン記録ヘッド４４のイオン取出口と可逆的記録
媒体４０表面（ＰＥＴフィルム４２の表面）との距離は
８００μｍ、イオン加速電圧４５は１２００Ｖである。
この時、ＰＥＴフィルム４２上に照射されたイオンの電
荷密度は、およそ１０^-4Ｃ／ｍ²であった。なお、図６
中４６はイオン流制御電極、４７はコロナワイヤーであ
る。照射されたイオンと電極２５との間の電界によって
画像状にポリエチレングリコール１６Ａが着色層兼透明
物質保持層１４Ｂから光散乱性の多孔質層１２Ｂに移動
し、鮮明な画像を得ることができた。画像濃度は１．
８、背景部濃度は０．３であった。前記の各実施例から
も明らかなように、本発明の可逆的記録媒体は、光散乱
性の多孔質層に屈折率のほぼ等しい透明物質を浸透する
ことで、通常のハードコピーと同等以上の良好な白黒コ
ントラストが安定に得られる。このような画像形成方式
では、画像の形成には色材を全く含まない透明な液体を
用いているため、印字や消去の際に透明物質を光散乱性
の多孔質層と透明物質保持層との間を繰り返し移動させ
ても、色材の付着や染着がなく、消え残りなどのない信
頼性の高い可逆的記録媒体を提供できる。また、透明物
質と多孔質層形成材料について、原理的に屈折率にさえ
注意を払えばよく、しかも、屈折率は有機材料としては
通常の範囲にあり、光散乱性の多孔質層や透明物質、透
明物質保持層の材料には特別な特性を要求することがな
いため、材料の選択の幅が広く、安全性の確保や低コス
ト化に優れる。

【００４２】実施例１の如く、光散乱性の多孔質層と着
色された透明物質保持層で可逆的記録媒体を構成すれ
ば、層構造が簡単なため画像表示、消去の応答性を良く
することができ、また光散乱性の多孔質層が着色層に直
接積層されているため、高濃度の画像を得ることができ
る。

【００４３】実施例２のように光散乱性の多孔質層と略
透明な透明物質保持層と着色層で可逆的記録媒体を構成
すれば、それぞれの層の機能が分離されているため、材
料の選択幅が広くなる。

【００４４】また、実施例３のように光散乱性の多孔質
層と着色された多孔質層と透明物質保持層から成る場合
には、光散乱性の多孔質層と着色された透明物質保持層
で可逆的記録媒体を構成する場合と同様に、光散乱性の
多孔質層が着色層に直接積層される構造を採ることがで
きるため、高濃度の画像を得ることができる。またそれ
ぞれの層の機能が分離されているため、材料の選択幅が
広くなる。

【００４５】記録に用いる透明物質としてオレイン酸ア
ミドやデカンジオールのような常温で固体の物質を用い
れば、画像が機械的な衝撃などで消えてしまうことがな
くなり、信頼性を向上させることができる。さらに可逆
的記録媒体表面にオーバーコート層を持たせなくとも、
透明物質が固体であるため、ベタつきなどがなく、通常
のハードコピーと同等な質感で扱うことができる。

【００４６】これらの可逆的記録媒体の画像の記録又は
消去に電気流動現象を利用して透明物質の移動を制御す
る場合、材料選択上の制約は多少高くなるが、通常の可
逆的記録媒体のように熱によるアドレッシングに比べ、
透明物質の流動方向の制御を正確にできるため高精細な
画像を得ることができ、かつ非接触での制御ができるた
め媒体を傷めることがない。さらに電子写真プロセスや
イオノグラフィプロセスに於ける静電潜像の利用や、イ
オンヘッド、マルチスタイラスヘッドなど既存の記録技
術を有効に利用することができるため、新たな投資を最
小限に抑えることができる。また、本発明は媒体に電極
をもたせることで電子ディスプレイとして利用でき、応
用範囲の広いものである。

【００４７】

【発明の効果】本発明の可逆的記録媒体は、安定でコン
トラストの高い高画質な画像の表示ができ、表示画像を
所望の時期に簡単に消去しうるとともに、構成が簡易で
あるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】多孔質層への透明物質の充填率と光学濃度との
関係を示すグラフである。

【図２】実施例１の可逆的記録媒体を示す概略断面図で
ある。

【図３】実施例２の可逆的記録媒体を示す概略断面図で
ある。

【図４】実施例３の可逆的記録媒体を示す概略断面図で
ある。

【図５】実施例４の可逆的記録媒体を示す概略断面図で
ある。

【図６】実施例５の可逆的記録媒体を示す概略断面図で
ある。

【符号の説明】

１０可逆的記録媒体１２Ａ光散乱性の多孔質層（メンブランフィルター）１４Ａ着色透明物質保持層（黒色メンブランフィルタ
ー）１６Ａ透明物質（ポリエチレングリコール）１８、１９電極１８可逆的記録媒体２０略透明な透明物質保持層２２支持基板兼着色層１２Ｂ光散乱性の多孔質層（ニトロセルロース多孔質
膜）１６Ｂ透明物質（オレイン酸アミド）２４、２５ステンレス製電極２６加熱手段（ヒーター）２８可逆的記録媒体１２Ｃ光散乱性の多孔質層（アセチルセルロース多孔
質膜）３０多孔質の着色層３２可逆的記録媒体３４透明物質保持層１６Ｃ透明物質（デカンジオール）３６ポリエチレンフィルム３８透明電極４０可逆的記録媒体４２ＰＥＴフィルム４４イオン記録ヘッド４５イオン加速電圧４６イオン流制御電極４７コロナワイヤー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】薄板あるいは薄膜状の光散乱性の多孔質
層と、透明物質と、該透明物質を保持することができる
薄板あるいは薄膜状の着色された透明物質保持層とを備
え、該透明物質が光散乱性の多孔質層に浸透することで
該光散乱性の多孔質層を略透明にしうる物性を有する可
逆的記録媒体であって、該透明物質が該光散乱性の多孔質層と該透明物質保持層
との間を移動することによって可逆的に画像を表示ある
いは消去する、ことを特徴とする可逆的記録媒体。
【請求項２】薄板あるいは薄膜状の光散乱性の多孔質
層と、透明物質と、該透明物質を保持することができる
薄板あるいは薄膜状の略透明な透明物質保持層と、薄板
あるいは薄膜状の着色層とを備え、該透明物質が光散乱
性の多孔質層に浸透することで該光散乱性の多孔質層を
略透明にしうる物性を有する可逆的記録媒体であって、該透明物質が該光散乱性の多孔質層と該略透明な透明物
質保持層との間を移動することによって可逆的に画像を
表示あるいは消去する、ことを特徴とする可逆的記録媒
体。
【請求項３】薄板あるいは薄膜状の光散乱性の多孔質
層と、薄板あるいは薄膜状の着色された多孔質着色層
と、透明物質と、該透明物質を保持することができる薄
板あるいは薄膜状の透明物質保持層とを備え、該透明物
質が光散乱性の多孔質層に浸透することで該光散乱性の
多孔質層を略透明にしうる物性を有する可逆的記録媒体
であって、該透明物質が該光散乱性の多孔質層と該透明物質保持層
との間を移動することによって可逆的に画像を表示ある
いは消去することを特徴とする可逆的記録媒体。
【請求項４】前記透明物質が常温で固体であることを
特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の可逆的記
録媒体。
【請求項５】前記透明物質の移動を、該透明物質が液
体状態をなすときに電界を印加することで行うことを特
徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の可逆的記録
媒体。