JP5141238B2 - 光書き込み型画像形成装置、光書き込み型画像形成装置用制御装置、光書き込み型表示媒体初期化制御装置 - Google Patents
光書き込み型画像形成装置、光書き込み型画像形成装置用制御装置、光書き込み型表示媒体初期化制御装置Info
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図1は、本実施の形態における光書き込み型の表示媒体1の断面図を示している。表示媒体1は、画像に応じたアドレス光の照射及びバイアス信号(電圧)の印加によって画像を記録することが可能な表示媒体である。
コレステリック液晶12は、入射光のうち特定の色光の反射・透過状態を変調する機能を有し、液晶分子がらせん状に捩れて配向しており、らせん軸方向から入射した光のうち、らせんピッチに依存した特定の光を干渉反射する。電場によって配向が変化し、反射状態を変化させることができる。ドロップサイズが均一で、単層稠密に配置されていることが好ましい。
高分子マトリックス11は、コレステリック液晶12を保持し、表示媒体の変形による液晶の流動(画像の変化)を抑制する機能を有するものであり、液晶材料に溶解せず、また液晶と相溶しない液体を溶剤とする高分子材料が好適に用いられる。また、高分子マトリックス11としては、外力に耐える強度をもち、少なくとも反射光およびアドレス光に対して高い透過性を示す材料であることが望まれる。
光導電体層10は、内部光電効果をもち、アドレス光の照射強度に応じてインピーダンス特性が変化する特性を有する層である。電荷発生層(CGL)が電荷輸送層(CTL)の上下に積層された3層構造が好適である。本実施形態では、光導電体層10として、一例として図1における上層から順に上側の電荷発生層13、電荷輸送層14および下側の電荷発生層15が積層されてなる。
電荷発生層13(上CGL)、15(下CGL)は、アドレス光を吸収して光キャリアを発生させる機能を有する層である。主に、電荷発生層15が書き込み面側の透明電極6から表示面側の透明電極5の方向に流れる光キャリア量を左右している。電荷発生層13、15としては、アドレス光を吸収して励起子を発生させ、電荷発生層内部、または電荷発生層/電荷輸送層界面で自由キャリアに効率良く分離させられるものが好ましい。
w両極性の電圧を印加する場合、光導電層(OPC)の構成は、図1に示すように、第1の透明電極の上に第1の電荷発生層(下CGL)、電荷輸送層(CTL)、第2の電荷発生層(上CGL)が積層されたDual CGL構成が望ましく、第2の透明電極の上に表示層が形成されたものを併せて形成されるものがよい。
電荷輸送層(CTL)14は、電荷発生層13、15で発生した光キャリアが注入されて、バイアス信号で印加された電場方向にドリフトする機能を有する層である。一般に電荷輸送層は、電荷発生層の数10倍の厚みを有するため、電荷輸送層14の容量、電荷輸送層14の暗電流、および電荷輸送層14内部の光キャリア電流が、光導電体層10全体の明暗インピーダンスを決定付けている。
着色層(遮光層)9は、書き込み時にアドレス光と入射光を光学分離し、相互干渉による誤動作を防ぐとともに、表示時に表示媒体の非表示面側から入射する外光と表示画像を光学分離し、画質の劣化を防ぐ目的で設けられる層であり、本実施形態において必須の構成要素ではない。ただし、表示媒体1の性能向上のためには、設けることが望まれる層である。その目的から、着色層9には、少なくとも電荷発生層の吸収波長域の光、および表示層の反射波長域の光を吸収する機能が要求される。
ラミネート層8は、それぞれ上下基板内面に形成した各機能層を貼りあわせる際に、凹凸吸収および接着の役割を果たす目的で設けられる層であり、本実施形態において必須の構成要素ではない。ラミネート層8は、ガラス転移点の低い高分子材料からなるものであり、熱や圧力によって表示層7と着色層9とを密着・接着させることができる材料が選択される。また、少なくとも入射光に対して透過性を有することが条件となる。
図3は、図1に示される構造の表示媒体(液晶デバイス)1の等価回路を示す回路図である。Clc、Copc、およびRlc、Ropcは、それぞれ表示層7および光導電体層10の静電容量および抵抗値である。CeおよびReは、表示層7および光導電体層10以外の構成要素の等価静電容量および等価抵抗値である。
次に、コレステリック液晶(カイラルネマチック液晶)12について具体的に説明する。コレステリック液晶12が示すプレーナ相は、螺旋軸に平行に入射した光を右旋光と左旋光に分け、螺旋の捩じれ方向に一致する円偏光成分をブラッグ反射し、残りの光を透過させる選択反射現象を起こす。反射光の中心波長λおよび反射波長幅Δλは、螺旋ピッチをp、螺旋軸に直交する平面内の平均屈折率をn、複屈折率をΔnとすると、それぞれ、λ=n・p、Δλ=Δn・pで表され、プレーナ相のコレステリック液晶層による反射光は、螺旋ピッチに依存した鮮やかな色を呈する。
次に、光書き込み型画像形成装置20について説明する。
ここで、リセット用電圧の電圧値は、リセット用電圧が透明電極間に印加された場合に、表示媒体1をリセット(初期化)することができる電圧値、具体的には、例えばコレステリック液晶12の液晶の配向を初期化(本実施の形態では、まず、第1のリセット手段として、一様F相状態の配向とする)することができる電圧値に設定される。第1のリセット手段が、F状態に初期化するのであれば、図5に示すように、表示層7に印加される電圧(分圧)がVpfより大きくVfhより小さい電圧の範囲内となるような電圧値である。
ところで、上記何れか(リセット光源照射手順1又は2)のリセット光の照射により、抵抗分が低くなってリセットする電圧値が高くなる(図5に示す電圧Vfhを超える電圧となる)。この結果、表示媒体1は、一様にP相状態となる。
また、画像書き込み用電圧の電圧値は、少なくとも画像書き込み用光源部32により画像に応じた画像光が表示媒体1に照射された状態で画像書き込み用電圧が透明電極間に印加された場合に、表示媒体1に画像を記録することができる電圧値に設定される。例えばコレステリック液晶12の液晶の配向をP相状態からF相状態へ変更することで画像を書き込むのであれば、画像光が照射された部位の表示層7に印加される電圧(分圧)がVpfより大きくVfhより小さい電圧の範囲内となるような電圧値である。
ここで、画像書き込み中(図11〜図13では、画像書き込み用光源部32が電極5Cに対応しているとき)に、書き込み中止の指示がなされる場合がある。この書き込み中止指示の際、画像書き込み用光源部32が、電極5Cに位置しているということは、少なくとも上流側の電極(ここでは、電極A、5Bとなる)に対応する表示面には画像が表示されている状態である。
まず、制御部30は、リセット用光源部33に対して、表示媒体1を初期化(一様なP相状態)する。このとき、画像書き込み部32は、画像の書き込み動作を開始する前であり、予め定めた待機位置に配置されている。この待機位置は、表示媒体1の図2の矢印A方向上流側の端部よりもさらに上流側に位置しており、表示媒体1の表示面とは対向されない位置となっている。
次のステップ112では、書き込み用光源部32が書き込み位置に到達したか否かが判断され、肯定判定されると、ステップ114へ移行して画像書き込み指示がなされる。
本実施の形態では、画像書き込み指示があった場合の最初の表示媒体1の初期化(一様なP相状態)に際し、リセット用電圧(Vpf以上Vfh未満)の印加によってF相状態とし、リセット光によって抵抗分を小さくして高電圧(Vfh以上)としてP相状態としている。
次に、リセット光照射手順2について説明する。
図11は、画像書き込み中(図11では、画像書き込み用光源部32が電極5Cに対応しているとき)に、書き込み中止があった場合についての、表示媒体1の全面リセット手順1について示したタイミングチャートである。
図12は、画像書き込み中(図12では、画像書き込み用光源部32が電極5Cに対応しているとき)に、書き込み中止があった場合についての、表示媒体1の全面リセット手順2について示したタイミングチャートである。
図13は、画像書き込み中(図13では、画像書き込み用光源部32が電極5Cに対応しているとき)に、書き込み中止があった場合についての、表示媒体1の全面リセット手順1について示したタイミングチャートである。
2 光記録装置
3、4 透明基板
5 透明電極
5A、5B、5C、5D 電極
6 透明電極
7 表示層
8 ラミネート層
9 着色層
10 光導電体層
12 コレステリック液晶
20 光書き込み型画像形成装置(位置決め手段)
24 駆動部
26 電圧印加部
26A 高圧パルス発生部(表示層初期化手段)
26B 高圧パルス発生部(表示層初期化手段、光書き込み手段)
28 切替部
30 制御部(表示層初期化手段、光書き込み手段、光照射制限手段)
32 光照射部
32 画像書き込み用光源部(光書き込み手段)
33 リセット用光源部(表示層初期化手段)
Claims (5)
- 一対の電極と、前記一対の電極間にかける印加電圧に応じて反射率が変更される表示層と、光照射によって前記表示層の反射率を変化させる電圧調整が可能な光導電層と、を備えた光書き込み型表示媒体を位置決めする位置決め手段と、
前記位置決め手段による位置決め状態で、前記表示層が一様の反射率となる初期化を行うために、前記一対の電極間へ初期化交番電圧を印加すると共に、前記光導電層に対して初期化光を照射する表示層初期化手段と、
前記表示層初期化手段による初期化交番電圧の印加並びに光照射により前記表示層が一様の反射率となった後に、前記光導電層に対して前記一対の電極間に所定の正極電圧を印加した状態で画像情報に応じた光照射を行って画像を書き込む光書き込み手段と、
前記表示層記初期化手段による初期化交番電圧の内、正極電圧印加時のみ光照射を実行し、負極電圧印加時は光照射を実行しない光照射制限手段と、
を有する光書き込み型画像形成装置。 - 前記一対の電極には、第1に前記初期化交番電圧の正極電圧が印加され、第2に前記初期化交番電圧の負極電圧が印加され、第3に光書き込み手段による光照射時に一対の電極に印加される正極電圧が印加されることを特徴とする請求項1記載の光書き込み型画像形成装置。
- 一対の電極と、前記一対の電極間にかける印加電圧に応じて反射率が変更される表示層と、光照射によって前記表示層の反射率を変化させる電圧調整が可能な光導電層と、を備えた光書き込み型表示媒体を対象として、前記表示層が一様の反射率となる初期化を行うために、前記一対の電極間へ初期化交番電圧を印加すると共に、前記光導電層に対して初期化光を照射する表示層初期化手段と、
前記表示層初期化手段による初期化交番電圧の印加並びに光照射により前記表示層が一様の反射率となった後に、前記光導電層に対して前記一対の電極間に所定の正極電圧を印加した状態で画像情報に応じた光照射を行って画像を書き込む光書き込み手段と、
前記表示層記初期化手段による初期化交番電圧の内、正極電圧印加時のみ光照射を実行し、負極電圧印加時は光照射を実行しない光照射制限手段と、
を有する光書き込み型画像形成装置用制御装置。 - 前記一対の電極には、第1に前記初期化交番電圧の正極電圧が印加され、第2に前記初期化交番電圧の負極電圧が印加され、第3に光書き込み手段による光照射時に一対の電極に印加される正極電圧が印加されることを特徴とする請求項3記載の光書き込み型画像形成装置用制御装置。
- 一対の電極と、前記一対の電極間にかける印加電圧に応じて反射率が変更される表示層と、光照射によって前記表示層の反射率を変化させる電圧調整が可能な光導電層と、を備えた光書き込み型表示媒体を対象として、
前記表示層が一様の反射率となる初期化を行うために、前記一対の電極間へ初期化交番電圧を印加すると共に、前記初期化交番電圧の内、正極電圧印加時のみ光照射を実行し、負極電圧印加時は光照射を実行しない光照射制限手段を有する光書き込み型表示媒体初期化制御装置。
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