JP4928768B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、メモリ性を有する表示記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus for forming an image on a display recording medium having a memory property.

近年、表示記録媒体として、紙媒体や電子ディスプレイの他に、電子ディスプレイの長所と紙の長所を併せ持った表示記録媒体(電子ペーパーもしくはデジタルペーパとも称せられる。)が注目されている。   In recent years, a display recording medium (also referred to as electronic paper or digital paper) having both the advantages of an electronic display and paper has attracted attention as a display recording medium, in addition to a paper medium and an electronic display.

この表示記録媒体は、表示に関してメモリ性を有することから、情報の書き替え時のみ、画像形成装置により書込みのエネルギーを与えるだけで良く、表示を維持するエネルギー付与は不要である。従って、情報の書込み後に画像形成装置から表示記録媒体のみを切り離し、紙媒体のように手軽に持ち運んだり、重ねたり、並べたり、手に持って情報を読むことができる。   Since this display recording medium has a memory property with respect to display, it is only necessary to give writing energy by the image forming apparatus only when information is rewritten, and it is not necessary to apply energy to maintain display. Therefore, after the information is written, only the display recording medium can be separated from the image forming apparatus and can be easily carried like a paper medium, stacked, arranged, or read by hand.

上記のようなメモリ性を有する表示記録媒体として、光の照射と電圧の印加によって画像が可視的かつ消去自在にメモリされる光書込み型表示記録媒体、及びこの表示記録媒体に画像を書き込む画像形成装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。   As a display recording medium having the above memory properties, an optical writable display recording medium in which an image is memorized in a visible and erasable manner by light irradiation and voltage application, and image formation for writing an image on the display recording medium An apparatus is known (for example, refer to Patent Document 1).

この特許文献1に記載された光書込み型表示記録媒体は、一対の透明電極間に、液晶層と、光の照射によって抵抗値が変化する光導電層とが積層されたものである。また、その表示記録媒体に画像を書き込む画像形成装置は、2次元アレイ状に配列されたバックライトからの光を受けて透過型LCD(液晶ディスプレイ)から2次元的な光パターンを表示記録媒体の光導電層に照射し、光導電層に光パターンに基づく抵抗分布を生じさせ、透明電極間に電圧を印加して、光導電層の抵抗分布に基づく分圧分布を液晶層に印加し、分圧分布に応じた画像を液晶層に記録するものである。   In the optical writable display recording medium described in Patent Document 1, a liquid crystal layer and a photoconductive layer whose resistance value is changed by light irradiation are laminated between a pair of transparent electrodes. An image forming apparatus for writing an image on the display recording medium receives light from a backlight arranged in a two-dimensional array and generates a two-dimensional light pattern from a transmissive LCD (liquid crystal display). Irradiating the photoconductive layer, generating a resistance distribution based on the optical pattern in the photoconductive layer, applying a voltage between the transparent electrodes, applying a partial pressure distribution based on the resistance distribution of the photoconductive layer to the liquid crystal layer, An image corresponding to the pressure distribution is recorded on the liquid crystal layer.

図11は、その画像形成装置の構成を示す。この画像形成装置50は、LEDランプ54aを2次元アレイ状に配置したバックライト54を用いて光540を液晶パネル53に照射し、液晶パネル53からの画像光530によって表示記録媒体2に画像を書き込むように構成されている。   FIG. 11 shows the configuration of the image forming apparatus. The image forming apparatus 50 irradiates the liquid crystal panel 53 with light 540 using the backlight 54 in which the LED lamps 54 a are arranged in a two-dimensional array, and an image is displayed on the display recording medium 2 by the image light 530 from the liquid crystal panel 53. Configured to write.

この画像形成装置によれば、一対の電極に電圧を印加しながら画像情報を面状に露光することで記録が可能なため、ライン露光や走査露光などに比べ、大容量の画像情報を高速に書き込むことが可能となる。   According to this image forming apparatus, recording can be performed by exposing the image information in a planar shape while applying a voltage to a pair of electrodes, so that a large amount of image information can be obtained at a higher speed than line exposure or scanning exposure. It becomes possible to write.

一方、液晶パネルの視野角を改善すべく、液晶パネルが有する複屈折性を光学補償する光学補償フィルムが開発されている(例えば、非特許文献1参照。)。
特開2001−301233号公報(図4) FUJIFILM RESERCH&DEVELOPMENT(No.46−2001)P51−55
On the other hand, in order to improve the viewing angle of the liquid crystal panel, an optical compensation film that optically compensates for the birefringence of the liquid crystal panel has been developed (for example, see Non-Patent Document 1).
JP 2001-301233 A (FIG. 4) FUJIFILM RESERCH & DEVELOPMENT (No. 46-2001) P51-55

しかし、従来の画像形成装置によれば、複数のLEDランプ54aを用いているため、部品点数が増大し、構成が複雑化する。また、液晶パネル53にできるだけ平行光を照射するため、狭指向角のLEDランプ54aを用いていることから、LEDランプ54aの高さが10mm以上と高くなり、さらに露光量の均一性確保のために液晶パネル53との距離を離す必要があるため、小型化(薄型化)には対応し難い構成となっている。   However, according to the conventional image forming apparatus, since a plurality of LED lamps 54a are used, the number of parts increases and the configuration becomes complicated. Further, in order to irradiate the liquid crystal panel 53 with parallel light as much as possible, the LED lamp 54a having a narrow directivity angle is used. In addition, since it is necessary to increase the distance from the liquid crystal panel 53, it is difficult to cope with downsizing (thinning).

従って、本発明の目的は、構成の簡素化と薄型化が図れ、表示記録媒体の記録領域全域で安定したコントラストを有する記録画像の生成を可能とした画像形成装置を提供する。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of simplifying the configuration and reducing the thickness and generating a recorded image having a stable contrast over the entire recording area of a display recording medium.

本発明の一態様は、上記目的を達成するため、光の照射により画像が書き込まれる表示記録媒体と、光を発生する点光源と、前記点光源からの前記光を受けて前記表示記録媒体に画像光を照射する液晶パネルと、前記液晶パネルが有する複屈折性を光学補償することで前記液晶パネルに前記点光源から斜めに入射した光の光漏れを防ぐ光学補償フィルムとを備えたことを特徴とする画像形成装置を提供する。
To achieve the above object, one embodiment of the present invention provides a display recording medium on which an image is written by light irradiation, a point light source that generates light, and the display recording medium that receives the light from the point light source. A liquid crystal panel for irradiating image light, and an optical compensation film for preventing light leakage of light obliquely incident on the liquid crystal panel from the point light source by optically compensating for the birefringence of the liquid crystal panel. An image forming apparatus is provided.

上記画像形成装置によれば、光学補償フィルムによって液晶パネルが有する複屈折性を光学補償しているため、液晶パネルに光源からの光が斜めに入射しても光漏れを防げるため、光源として点光源を用いることができ、液晶パネルと光源との距離を短くすることができる。 According to the image forming apparatus, since the birefringence of the liquid crystal panel is optically compensated by the optical compensation film, light leakage can be prevented even when light from the light source is incident on the liquid crystal panel obliquely. can be used a light source, it is possible to shorten the distance between the liquid crystal panel and the light source.

前記液晶パネルは、液晶層と、前記液晶層の光入射側に配置された第1の偏光板と、前記液晶層の光出射側に配置された第2の偏光板とを備え、前記光学補償フィルムは、前記液晶層と前記第1の偏光板との間、あるいは前記液晶層と前記第1の偏光板との間に配置された構成とすることができる。   The liquid crystal panel includes a liquid crystal layer, a first polarizing plate disposed on a light incident side of the liquid crystal layer, and a second polarizing plate disposed on a light emitting side of the liquid crystal layer, and the optical compensation The film may be arranged between the liquid crystal layer and the first polarizing plate, or between the liquid crystal layer and the first polarizing plate.

前記光源として、LED(発光ダイオード)、ハロゲンランプ等を用いることができる。
As the point light source, an LED (light emitting diode), a halogen lamp, or the like can be used.

前記表示記録媒体は、光導電層と、液晶層とが積層された構成とすることができる。   The display recording medium may have a configuration in which a photoconductive layer and a liquid crystal layer are laminated.

本発明によれば、液晶パネルが有する複屈折性を光学補償しているため、構成の簡素化と薄型化が図れ、表示記録媒体の記録領域全域で安定したコントラストの記録画像を生成することが可能となる。   According to the present invention, since the birefringence of the liquid crystal panel is optically compensated, the configuration can be simplified and thinned, and a recorded image with a stable contrast can be generated over the entire recording area of the display recording medium. It becomes possible.

図1は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す。この画像形成装置1は、メモリ性を有する表示記録媒体2と、光40を発生するバックライト4と、バックライト4からの光40を受けて表示記録媒体2に画像光30を照射する光学補償付き液晶パネル3と、表示記録媒体2、光学補償付き液晶パネル3およびバックライト4に電圧を印加する電圧印加部5と、画像記憶部7に記憶されている画像データに基づいて電圧印加部5を制御する制御部6とを有して概略構成されている。   FIG. 1 shows a configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus 1 includes a display recording medium 2 having a memory property, a backlight 4 that generates light 40, and optical compensation that receives the light 40 from the backlight 4 and irradiates the display recording medium 2 with image light 30. A voltage applying unit 5 for applying a voltage to the attached liquid crystal panel 3, the display recording medium 2, the liquid crystal panel 3 with optical compensation and the backlight 4, and a voltage applying unit 5 based on the image data stored in the image storage unit 7. And a control unit 6 for controlling the operation.

バックライト4は、光学補償付き液晶パネル3の許容入射角内に配置された単一のLEDランプ41を用いる。LEDランプ41は、LEDチップ41aを透明樹脂からなる封止部材41bにより封止した構造を有する。封止部材41bは、LEDチップ41aの発光光に光学補償付き液晶パネル3の全体に照射し得る広い指向性を与えるレンズ機能を有する。   The backlight 4 uses a single LED lamp 41 arranged within an allowable incident angle of the liquid crystal panel 3 with optical compensation. The LED lamp 41 has a structure in which the LED chip 41a is sealed with a sealing member 41b made of a transparent resin. The sealing member 41b has a lens function that gives wide directivity that can irradiate the entire light-emitting liquid crystal panel 3 with optical compensation to the light emitted from the LED chip 41a.

電圧印加部5は、光学補償付き液晶パネル3の後述する一対の電極に接続された一対の受電部に電圧を印加するための一対の給電部と、表示記録媒体2の後述する一対の電極に接続された一対の受電部に電圧を印加するための一対の給電部とを備える。   The voltage application unit 5 includes a pair of power feeding units for applying a voltage to a pair of power receiving units connected to a pair of electrodes described later of the liquid crystal panel 3 with optical compensation, and a pair of electrodes described later of the display recording medium 2. And a pair of power feeding units for applying a voltage to the pair of connected power receiving units.

制御部6は、CPU、表示記録媒体2に画像を書き込むためのプログラムが格納されたROM、データを一時的に記憶するRAM、インターフェース回路等を備える。また、CPUにインターフェース回路を介してユーザの操作を受け付ける操作部やディスプレイが接続されていてもよい。これにより、画像記憶部7から画像を読み出してディスプレイに表示し、操作部の操作により表示記録媒体2に書き込む画像を選択することができる。   The control unit 6 includes a CPU, a ROM that stores a program for writing an image on the display recording medium 2, a RAM that temporarily stores data, an interface circuit, and the like. In addition, an operation unit or a display that receives a user operation may be connected to the CPU via an interface circuit. Thereby, an image can be read out from the image storage unit 7 and displayed on the display, and an image to be written in the display recording medium 2 can be selected by operating the operation unit.

画像記憶部7は、DVD、CD−RW、ハードディスク、半導体メモリ等を用いることができる。   The image storage unit 7 can be a DVD, a CD-RW, a hard disk, a semiconductor memory, or the like.

(表示記録媒体)
図2(a),(b)は、それぞれタイプの異なる表示記録媒体を示す。図2(a)に示す表示記録媒体2は、対向配置されたPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムからなる透明の第1および第2の基板200A,200Bと、第1および第2の基板200A,200Bの内側に形成されたITO(インジウム錫酸化物)からなる透明の第1および第2の電極201A,201Bと、第2の電極201Bの内側に設けられるとともに、印加される電圧に応じて反射率(透過率)が変化する液晶層202と、第1の電極201Aの内側に配置され、光の照射によって抵抗値が小さくなる光導電層203と、液晶層202と光導電層203との間に配置された光吸収層204とを備える。
(Display recording medium)
2A and 2B show different types of display recording media. The display recording medium 2 shown in FIG. 2A includes transparent first and second substrates 200A and 200B made of PET (polyethylene terephthalate) films disposed opposite to each other, and first and second substrates 200A and 200B. The transparent first and second electrodes 201A and 201B made of ITO (indium tin oxide) formed on the inner side and the second electrode 201B are provided on the inner side, and reflectivity (depending on the applied voltage) (Transmissivity) is changed between the liquid crystal layer 202, the photoconductive layer 203 which is disposed inside the first electrode 201A and decreases in resistance by light irradiation, and is disposed between the liquid crystal layer 202 and the photoconductive layer 203. The light absorption layer 204 is provided.

液晶層202は、コレステリック液晶が封入されたマイクロカプセル202aを有して構成されている。   The liquid crystal layer 202 includes a microcapsule 202a in which cholesteric liquid crystal is sealed.

光導電層203は、電荷輸送層と、この電荷輸送層の両側に積層された一対の電荷発生層とからなる。これにより、液晶層202への交流電圧の印加が可能となるため、液晶層202の劣化を抑えることができ、駆動電圧の低電圧化、表示記録媒体2の高寿命化を実現することができる。   The photoconductive layer 203 includes a charge transport layer and a pair of charge generation layers stacked on both sides of the charge transport layer. As a result, an AC voltage can be applied to the liquid crystal layer 202, so that the deterioration of the liquid crystal layer 202 can be suppressed, and the drive voltage can be lowered and the life of the display recording medium 2 can be increased. .

図2(b)に示す表示記録媒体2は、図2(a)に示した表示記録媒体2において、光吸収層204を第2の電極201Bの内側に配設し、液晶層202と光導電層203の間に隔離層205を追加したものであり、その他の構成は図2(a)と同様である。   The display recording medium 2 shown in FIG. 2 (b) is the same as the display recording medium 2 shown in FIG. 2 (a) except that the light absorption layer 204 is disposed inside the second electrode 201B, and the liquid crystal layer 202 is photoconductive. The isolation layer 205 is added between the layers 203, and other configurations are the same as those in FIG.

(光学補償付き液晶パネル)
図3は、光学補償付き液晶パネル3を示す。この光学補償付き液晶パネル3は、第1および第2の配向膜32A,32Bで挟まれたTN(ツイステッド・ネマティック)液晶からなる液晶層31と、透明な第1および第2の電極33A,33Bを有して液晶層31を挟むように対向配置されたガラス基板等からなる透明な第1および第2の基板34A,34Bと、第1および第2の基板34A,34Bの外側にそれぞれ配置され、液晶層31が有する複屈折性を光学補償する光学補償フィルム35A,35Bと、光学補償フィルム35A,35Bの外側にそれぞれ配置され、偏光軸方向が互いに直交する偏光板36A,36Bとを備える。
(LCD panel with optical compensation)
FIG. 3 shows a liquid crystal panel 3 with optical compensation. The liquid crystal panel 3 with optical compensation includes a liquid crystal layer 31 made of TN (twisted nematic) liquid crystal sandwiched between first and second alignment films 32A and 32B, and transparent first and second electrodes 33A and 33B. And the transparent first and second substrates 34A and 34B made of glass substrates and the like disposed so as to sandwich the liquid crystal layer 31 and the first and second substrates 34A and 34B, respectively. , Optical compensation films 35A and 35B for optically compensating the birefringence of the liquid crystal layer 31, and polarizing plates 36A and 36B that are arranged outside the optical compensation films 35A and 35B and whose polarization axis directions are orthogonal to each other.

液晶層31は、上記TN液晶の他に、STN(スーパ・ツイステッド・ネマティック)液晶等を用いてもよい。   The liquid crystal layer 31 may use STN (super twisted nematic) liquid crystal in addition to the TN liquid crystal.

第1および第2の電極33A,33Bは、互いに直交する複数の行電極と複数の列電極を用い、パッシブ・マトリックス駆動(単純マトリックス駆動)により各画素を駆動してもよい。また、第1および第2の電極33A,33Bは、全面電極と複数の画素電極を用い、互いに直交する複数のデータ線と複数の走査線との各交点にTFT等のアクティブ素子をそれぞれ接続し、アクティブ・マトリックス駆動により各画素を駆動してもよい。   The first and second electrodes 33A and 33B may use a plurality of row electrodes and a plurality of column electrodes orthogonal to each other, and drive each pixel by passive matrix driving (simple matrix driving). The first and second electrodes 33A and 33B use full-surface electrodes and a plurality of pixel electrodes, and connect active elements such as TFTs to intersections of a plurality of data lines and a plurality of scanning lines orthogonal to each other. Each pixel may be driven by active matrix driving.

光学補償フィルム35A,35Bは、例えば、ディスコティック液晶を用いて構成された富士フイルム株式会社製の商品名「WV−SAフィルム」等を用いることができる。本実施の形態では、液晶層31の光入射側と光出射側の両方に光学補償フィルムを配置したが、いずれか一方に配置した構成でもよい。   As the optical compensation films 35A and 35B, for example, a trade name “WV-SA film” manufactured by FUJIFILM Corporation using a discotic liquid crystal can be used. In the present embodiment, the optical compensation film is arranged on both the light incident side and the light emitting side of the liquid crystal layer 31. However, the arrangement may be arranged on either one.

(液晶層の複屈折性)
図4(a)は、光学補償付き液晶パネル3の液晶層31を構成する液晶分子の屈折率楕円体モデルを示す。なお、図4(a),(b)において、nは屈折率であり、nz方向が光軸である。TN液晶を用いた液晶層31は、光学的に正の一軸性の物質であり、例えば、ラグビーボール型の屈折率楕円体として表される。光学補償付き液晶パネル3に垂直に入射した光40aと、斜めに入射した光40b,40cを考えると、斜めに入射した光40b,40cに複屈折が生じる。
(Birefringence of liquid crystal layer)
FIG. 4A shows a refractive index ellipsoid model of liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer 31 of the liquid crystal panel 3 with optical compensation. 4A and 4B, n is a refractive index and the nz direction is an optical axis. The liquid crystal layer 31 using TN liquid crystal is an optically positive uniaxial substance, and is represented, for example, as a rugby ball type refractive index ellipsoid. Considering light 40a perpendicularly incident on the liquid crystal panel with optical compensation 3 and light obliquely incident light 40b and 40c, birefringence occurs in the obliquely incident light 40b and 40c.

図4(b)は、光学補償フィルム35A,35Bに用いられる材料の屈折率楕円体モデルを示す。光学補償フィルム35A,35Bは、光学的に負の一軸性を有し、図4(b)において、光学補償付き液晶パネル3に垂直に入射した光40aと、斜めに入射した光40b,40cを考えると、斜めに入射した光40b,40cに複屈折が生じる。   FIG. 4B shows a refractive index ellipsoid model of the material used for the optical compensation films 35A and 35B. The optical compensation films 35A and 35B have an optically negative uniaxial property. In FIG. 4B, the optically incident light 40a and the obliquely incident light 40b and 40c are incident on the liquid crystal panel 3 with optical compensation. Considering this, birefringence occurs in the obliquely incident light 40b and 40c.

図4(b)から明らかなように、光学的に負の一軸性を有する光学補償フィルム35A,35Bは、TN液晶の正の一軸性に対して逆の性質を有するため、斜めに入射した光40b,40cに生じる複屈折の方向は、図4(a)に示した液晶層31において生じる複屈折の方向と逆向きであるので、TN液晶に固有の複屈折の影響が画像に現れるのを打ち消すことができる。   As is clear from FIG. 4B, the optical compensation films 35A and 35B having an optically negative uniaxial property have a property opposite to the positive uniaxial property of the TN liquid crystal, and therefore light incident obliquely. Since the direction of birefringence generated in 40b and 40c is opposite to the direction of birefringence generated in the liquid crystal layer 31 shown in FIG. 4A, the effect of birefringence inherent in the TN liquid crystal appears in the image. Can be countered.

(画像形成装置の動作)
次に、本実施の形態の画像形成装置1の動作を説明する。なお、光学補償付き液晶パネル3の液晶層31は、電圧を印加していないときに白表示となるノーマリーホワイトで行う場合について説明する。制御部6は、画像記憶部7に記憶されている画像データに基づいて電圧印加部5を制御する。電圧印加部5は、バックライト4のLEDランプ41に電圧を印加して点灯させるとともに、画像データに応じて光学補償付き液晶パネル3の第1および第2の電極間33A,33Bに所定の電圧を印加し、表示記録媒体2の第1および第2の電極201A,201B間に所定の交流電圧を印加する。
(Operation of image forming apparatus)
Next, the operation of the image forming apparatus 1 according to the present embodiment will be described. Note that the case where the liquid crystal layer 31 of the liquid crystal panel 3 with optical compensation is normally white which displays white when no voltage is applied will be described. The control unit 6 controls the voltage application unit 5 based on the image data stored in the image storage unit 7. The voltage application unit 5 applies a voltage to the LED lamp 41 of the backlight 4 to light it, and in accordance with image data, a predetermined voltage is applied between the first and second electrodes 33A and 33B of the liquid crystal panel 3 with optical compensation. And a predetermined alternating voltage is applied between the first and second electrodes 201A and 201B of the display recording medium 2.

次に、光学補償付き液晶パネル3は、電圧が印加された第1および第2の電極33A,33B間の液晶層31の部分(画素)は、液晶分子が垂直状態となり、第1および第2の偏光板36A,36Bとの組合せでLEDランプ41からの光40の通過が阻止される。一方、電圧が印加されていない第1および第2の電極33A,33B間の液晶層31の部分(画素)は、液晶分子がねじれて、LEDランプ41からの光40が第1および第2の偏光板36A,36Bを通過する。このようにして画像光30が生成され、表示記録媒体2に照射される。画像光30は、第1および第2の光学補償フィルム35A,35Bによって液晶層31が有する複屈折性が補償される。   Next, in the liquid crystal panel 3 with optical compensation, in the portion (pixel) of the liquid crystal layer 31 between the first and second electrodes 33A and 33B to which a voltage is applied, the liquid crystal molecules are in the vertical state, and the first and second In combination with the polarizing plates 36A and 36B, the passage of the light 40 from the LED lamp 41 is blocked. On the other hand, in the portion (pixel) of the liquid crystal layer 31 between the first and second electrodes 33A and 33B to which no voltage is applied, the liquid crystal molecules are twisted, and the light 40 from the LED lamp 41 is the first and second. Passes through the polarizing plates 36A and 36B. In this way, the image light 30 is generated and applied to the display recording medium 2. The birefringence of the liquid crystal layer 31 of the image light 30 is compensated by the first and second optical compensation films 35A and 35B.

(図2(a)に示す表示記録媒体)
画像光30が表示記録媒体2に照射すると、図2(a)に示す表示記録媒体2では、画像光30が、第1の基板200Aおよび第1の電極201Aを通過し、光導電層203に到達する。
(Display recording medium shown in FIG. 2A)
When the image light 30 is applied to the display recording medium 2, in the display recording medium 2 shown in FIG. 2A, the image light 30 passes through the first substrate 200A and the first electrode 201A and reaches the photoconductive layer 203. To reach.

光導電層203は、光が照射された部分の抵抗値が小さくなり、それにより、光導電層203とのインピーダンス比で決まる液晶層202の分圧が増加し、電圧印加後の液晶層202における光反射率が大きくなる。従って、画像の書込みが終了した後、表示記録媒体2の表面2aに照明光が照射された場合に、液晶層202の画像光30が照射された領域は、反射率が大きくなるために照明光が反射して白く見え、画像光30が照射されなかった領域は、照明光が液晶層202を透過して光吸収層204で吸収されるために黒く見える。これを視線Eの方向から画像として見ることができる。この画像は、第1および第2の電極201A,201Bへの電圧印加が消失した後でも、長時間保持される。   In the photoconductive layer 203, the resistance value of the portion irradiated with light is reduced, whereby the partial pressure of the liquid crystal layer 202 determined by the impedance ratio with the photoconductive layer 203 is increased, and the voltage in the liquid crystal layer 202 after voltage application is increased. The light reflectance increases. Accordingly, when the surface 2a of the display recording medium 2 is irradiated with the illumination light after the image writing is completed, the region irradiated with the image light 30 of the liquid crystal layer 202 has a high reflectance, and thus the illumination light. Is reflected and appears white, and the area where the image light 30 is not irradiated appears black because the illumination light passes through the liquid crystal layer 202 and is absorbed by the light absorption layer 204. This can be viewed as an image from the direction of the line of sight E. This image is held for a long time even after voltage application to the first and second electrodes 201A and 201B disappears.

(図2(b)に示す表示記録媒体)
図2(b)に示す表示記録媒体2の場合は、画像光30は、第1の基板200A、第1の電極201A、液晶層202および隔離層205を順次通過し、光導電層203に到達する。
(Display recording medium shown in FIG. 2B)
In the case of the display recording medium 2 shown in FIG. 2B, the image light 30 sequentially passes through the first substrate 200A, the first electrode 201A, the liquid crystal layer 202, and the isolation layer 205, and reaches the photoconductive layer 203. To do.

光導電層203は、光が照射された部分の抵抗値が小さくなり、それにより、光導電層203とのインピーダンス比で決まる液晶層202の分圧が増加し、電圧印加後の液晶層202における光反射率が大きくなる。従って、表示記録媒体2の裏面2bに照明光が照射された場合、光が照射された領域は液晶層202で反射して白く見え、光が照射されていない領域は液晶層202を通過して光吸収層204で吸収されるために黒く見える。これを視線Eの方向から画像として見ることができる。この画像は、第1および第2の電極201A,201Bへの電圧印加が消失した後でも、長時間保持される。   In the photoconductive layer 203, the resistance value of the portion irradiated with light is reduced, whereby the partial pressure of the liquid crystal layer 202 determined by the impedance ratio with the photoconductive layer 203 is increased, and the voltage in the liquid crystal layer 202 after voltage application is increased. The light reflectance increases. Accordingly, when the back surface 2b of the display recording medium 2 is irradiated with illumination light, the region irradiated with light is reflected by the liquid crystal layer 202 and appears white, and the region not irradiated with light passes through the liquid crystal layer 202. Since it is absorbed by the light absorption layer 204, it looks black. This can be viewed as an image from the direction of the line of sight E. This image is held for a long time even after voltage application to the first and second electrodes 201A and 201B disappears.

本実施の形態によれば、液晶パネルとして光学補償付き液晶パネル3を用いているので、液晶パネルの許容入射角を拡大することができ、バックライト4として点光源を用いても、黒表示部分において、斜め光成分の漏れが減少し、周辺部で発生するコントラスト低下を減少させることができる。これにより、表示記録媒体2の記録領域全面で良好な画像の書込みが可能になる。また、バックライト4として点光源を用いることができるので、バックライト4の構成を簡素化することができる。さらに、液晶パネル3とバックライト4の距離を短くすることができるので、装置1の薄型化を図ることができる。   According to the present embodiment, since the liquid crystal panel 3 with optical compensation is used as the liquid crystal panel, the allowable incident angle of the liquid crystal panel can be enlarged, and even if a point light source is used as the backlight 4, the black display portion , Leakage of oblique light components is reduced, and a reduction in contrast occurring in the peripheral portion can be reduced. This makes it possible to write a good image over the entire recording area of the display recording medium 2. Moreover, since a point light source can be used as the backlight 4, the structure of the backlight 4 can be simplified. Furthermore, since the distance between the liquid crystal panel 3 and the backlight 4 can be shortened, the apparatus 1 can be thinned.

比較例を説明した後、本発明の実施例1を説明する。   After describing a comparative example, Example 1 of the present invention will be described.

<比較例>
図5は、比較例の画像形成装置を示す。この画像形成装置1は、図11に示す従来の構成において、バックライト54として単一のLEDランプ41を用い、光学補償フィルムを有していない通常の2.2インチの液晶パネル13を用いたものである。また、液晶パネル13とバックライト下端との距離(液晶パネル13とバックライト4との距離hとバックライト4の高さhの和)を30mmとし、液晶パネル13の周辺部(対角2.2インチの領域)を照明するようにした。
<Comparative example>
FIG. 5 shows an image forming apparatus of a comparative example. This image forming apparatus 1 uses a single LED lamp 41 as a backlight 54 and a normal 2.2 inch liquid crystal panel 13 having no optical compensation film in the conventional configuration shown in FIG. Is. Further, the distance between the liquid crystal panel 13 and the lower end of the backlight (the sum of the distance h 1 between the liquid crystal panel 13 and the backlight 4 and the height h 2 of the backlight 4) is 30 mm, and the peripheral portion (diagonal) of the liquid crystal panel 13 A 2.2 inch area) was illuminated.

図6は、比較例における表示記録媒体2の表示特性を示す。なお、縦軸の積分反射率 とは、所定の方向から入射した光に対する全ての方向に反射した光の強度の積分値の割合をいう。光学補償フィルムを有していない通常の液晶パネル13では、液晶パネル13に対して垂直な光が入射する中央部では複屈折が生じないため、十分なコントラスト(光量差190μW/cm)が得られる。しかし、周辺部では斜めから光が入るため、複屈折が生じて直線偏光が楕円偏光となり、偏光板を通過してしまう光が発生し、これによりコントラストが低下し(光量差170μW/cm)、ダーク光量の浮き(黒反射率の上昇)が発生する。 FIG. 6 shows the display characteristics of the display recording medium 2 in the comparative example. The integrated reflectance on the vertical axis means the ratio of the integrated value of the intensity of light reflected in all directions to the light incident from a predetermined direction. In a normal liquid crystal panel 13 having no optical compensation film, birefringence does not occur in the central portion where light perpendicular to the liquid crystal panel 13 is incident, so that sufficient contrast (light quantity difference 190 μW / cm 2 ) is obtained. It is done. However, since light enters obliquely from the periphery, birefringence occurs, linearly polarized light becomes elliptically polarized light, and light that passes through the polarizing plate is generated, thereby reducing the contrast (light quantity difference 170 μW / cm 2 ). , A dark light amount floating (an increase in black reflectance) occurs.

図7は、比較例の装置により、表示記録媒体2に白黒ストライプの画像を書き込んだ場合のコントラストを示す。同図中、実線は中央部における反射率を示し、破線は周辺部における反射率を示す。同図から分かるように、中央部のコントラスト(反射率差38)に比べ、周辺部のコントラスト(反射率差24)が低くなっている。   FIG. 7 shows the contrast when a monochrome stripe image is written on the display recording medium 2 by the apparatus of the comparative example. In the figure, the solid line indicates the reflectance at the central portion, and the broken line indicates the reflectance at the peripheral portion. As can be seen from the figure, the contrast in the peripheral portion (reflectance difference 24) is lower than the contrast in the central portion (reflectance difference 38).

図8は、比較例において、液晶パネル13を暗状態とした場合の表示記録媒体2上の輝度分布を示す。なお、A−A線およびB−B線は、漏れ光量の測定位置を示す。同図から分かるように、周辺部で大きな光漏れ(最大3.8)が発生している。   FIG. 8 shows a luminance distribution on the display recording medium 2 when the liquid crystal panel 13 is in a dark state in the comparative example. In addition, AA line and BB line show the measurement position of the amount of leakage light. As can be seen from the figure, a large light leak (up to 3.8) occurs in the peripheral portion.

<実施例1>
本発明の実施例1は、2.2インチの光学補償付き液晶パネル3を用い、液晶パネル3とバックライト下端との距離を30mm(液晶パネル3とバックライト4との距離hとバックライト4の高さhの和)とし、液晶パネル3の周辺部(対角2.2インチの領域)を照明するようにした。
<Example 1>
The first embodiment of the present invention uses a 2.2-inch liquid crystal panel 3 with optical compensation, and the distance between the liquid crystal panel 3 and the lower end of the backlight is 30 mm (the distance h 1 between the liquid crystal panel 3 and the backlight 4 and the backlight). 4) (the sum of the height h 2 of 4), and the peripheral portion of the liquid crystal panel 3 (region of 2.2 inches diagonal) was illuminated.

図9は、実施例1の装置により、表示記録媒体2に白黒ストライプの画像を書き込んだ場合のコントラストを示す。同図中、実線は中央部における反射率を示し、破線は周辺部における反射率を示す。周辺部への入射光は、液晶層を通過する光において生じる複屈折が光学補償フィルム35A,35Bにより補償されるため、偏光板を通過してしまう光を減少させる。従って、同図から分かるように、中央部と周辺部とで反射率の変化に差が生じておらず、周辺部のコントラストの低下を防止することができる。   FIG. 9 shows the contrast when a monochrome stripe image is written on the display recording medium 2 by the apparatus of the first embodiment. In the figure, the solid line indicates the reflectance at the central portion, and the broken line indicates the reflectance at the peripheral portion. The incident light to the peripheral portion reduces the light that passes through the polarizing plate because the birefringence generated in the light passing through the liquid crystal layer is compensated by the optical compensation films 35A and 35B. Therefore, as can be seen from the figure, there is no difference in reflectance change between the central portion and the peripheral portion, and a decrease in contrast in the peripheral portion can be prevented.

図10は、実施例1において、光学補償付き液晶パネル3を暗状態とした場合の表示記録媒体2上の輝度分布を示す。A−A線およびB−B線は、漏れ光量の測定位置を示す。同図から分かるように、補償フィルム付では大きな光漏れ(最大1.3)が発生していない。   FIG. 10 shows a luminance distribution on the display recording medium 2 when the liquid crystal panel 3 with optical compensation is in a dark state in the first embodiment. Lines AA and BB indicate measurement positions of the amount of leakage light. As can be seen from the figure, no large light leakage (maximum 1.3) occurred with the compensation film.

なお、本発明は、上記実施の形態や上記実施例に限定されず、その発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々な変形が可能である。例えば、光学補償がされた液晶パネルと光源との間にミラー等の光学系を配置してもよい。これにより、さらに薄型化が図れる。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment and said Example, A various deformation | transformation is possible within the range which does not deviate from the meaning of the invention. For example, an optical system such as a mirror may be disposed between the optically compensated liquid crystal panel and the light source. Thereby, the thickness can be further reduced.

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. (a),(b)は、それぞれタイプの異なる表示記録媒体の断面図である。(A), (b) is sectional drawing of the display recording medium from which a type differs, respectively. 光学補償付き液晶パネルの断面図である。It is sectional drawing of a liquid crystal panel with optical compensation. (a)は、光学補償付き液晶パネルの液晶層を構成する液晶分子の屈折率楕円体モデルを示す図、(b)は、光学補償フィルムに用いられる材料の屈折率楕円体モデルを示す図である。(A) is a figure which shows the refractive index ellipsoid model of the liquid crystal molecule which comprises the liquid crystal layer of the liquid crystal panel with optical compensation, (b) is a figure which shows the refractive index ellipsoid model of the material used for an optical compensation film. is there. 比較例の画像形成装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the image forming apparatus of a comparative example. 比較例における表示記録媒体の表示特性を示す図である。It is a figure which shows the display characteristic of the display recording medium in a comparative example. 比較例の装置により、表示記録媒体に白黒ストライプの画像を書き込んだ場合のコントラストを示す図である。It is a figure which shows the contrast at the time of writing the image of a monochrome stripe on the display recording medium with the apparatus of the comparative example. 比較例において、液晶パネルを暗状態とした場合の表示記録媒体上の輝度分布を示す図である。In a comparative example, it is a figure which shows the luminance distribution on the display recording medium when a liquid crystal panel is made into a dark state. 実施例1の装置により、表示記録媒体に白黒ストライプの画像を書き込んだ場合のコントラストを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing contrast when a monochrome stripe image is written on a display recording medium by the apparatus of Example 1. 実施例1において、光学補償付き液晶パネル3を暗状態とした場合の表示記録媒体上の輝度分布を示す図である。In Example 1, it is a figure which shows the luminance distribution on the display recording medium at the time of making the liquid crystal panel 3 with optical compensation into a dark state. 従来の画像形成装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional image forming apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 画像形成装置
2 表示記録媒体
2a 表面
2b 裏面
3 光学補償付き液晶パネル
4 バックライト
5 電圧印加部
6 制御部
7 画像記憶部
13 液晶パネル
30 画像光
31 液晶層
32A,32B 配向膜
33A,33B 電極
34A,34B 基板
35A,35B 光学補償フィルム
36A,36B 偏光板
40,40a〜40c 光
41 LEDランプ
41a LEDチップ
41b 封止部材
50 画像形成装置
53 液晶パネル
54 バックライト
54a LEDランプ
200A,200B 基板
201A,201B 電極
202 液晶層
202a マイクロカプセル
203 光導電層
204 光吸収層
205 隔離層
E 視線
距離
高さ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 2 Display recording medium 2a Front surface 2b Back surface 3 Optical compensation liquid crystal panel 4 Backlight 5 Voltage application part 6 Control part 7 Image memory | storage part 13 Liquid crystal panel 30 Image light 31 Liquid crystal layer 32A, 32B Orientation film 33A, 33B Electrode 34A, 34B Substrate 35A, 35B Optical compensation film 36A, 36B Polarizing plate 40, 40a-40c Light 41 LED lamp 41a LED chip 41b Sealing member 50 Image forming device 53 Liquid crystal panel 54 Backlight 54a LED lamp 200A, 200B Substrate 201A, 201B Electrode 202 Liquid crystal layer 202a Microcapsule 203 Photoconductive layer 204 Light absorption layer 205 Isolation layer E Line of sight h 1 Distance h 2 Height

Claims (3)

光の照射により画像が書き込まれる表示記録媒体と、
光を発生する点光源と、
前記点光源からの前記光を受けて前記表示記録媒体に画像光を照射する液晶パネルと、
前記液晶パネルが有する複屈折性を光学補償することで前記液晶パネルに前記点光源から斜めに入射した光の光漏れを防ぐ光学補償フィルムとを備えたことを特徴とする画像形成装置。
A display recording medium on which an image is written by light irradiation;
A point light source that generates light;
A liquid crystal panel that receives the light from the point light source and irradiates the display recording medium with image light;
An image forming apparatus comprising: an optical compensation film that optically compensates for the birefringence of the liquid crystal panel to prevent light leakage of light obliquely incident on the liquid crystal panel from the point light source .
前記液晶パネルは、液晶層と、前記液晶層の光入射側に配置された第1の偏光板と、前記液晶層の光出射側に配置された第2の偏光板とを備え、
前記光学補償フィルムは、前記液晶層と前記第1の偏光板との間、あるいは前記液晶層と前記第2の偏光板との間に配置されたことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
The liquid crystal panel includes a liquid crystal layer, a first polarizing plate disposed on the light incident side of the liquid crystal layer, and a second polarizing plate disposed on the light exit side of the liquid crystal layer,
The image according to claim 1, wherein the optical compensation film is disposed between the liquid crystal layer and the first polarizing plate, or between the liquid crystal layer and the second polarizing plate. Forming equipment.
前記表示記録媒体は、光導電層と、液晶層とが積層された構成を有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the display recording medium has a configuration in which a photoconductive layer and a liquid crystal layer are stacked.
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