JPH0525091B2 - - Google Patents

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JPH0525091B2
JPH0525091B2 JP16200483A JP16200483A JPH0525091B2 JP H0525091 B2 JPH0525091 B2 JP H0525091B2 JP 16200483 A JP16200483 A JP 16200483A JP 16200483 A JP16200483 A JP 16200483A JP H0525091 B2 JPH0525091 B2 JP H0525091B2
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JP
Japan
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liquid crystal
latent image
electrostatic latent
voltage
electric field
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JP16200483A
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Shuzo Kaneko
Tooru Takahashi
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Canon Inc
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Publication of JPH0525091B2 publication Critical patent/JPH0525091B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/133348Charged particles addressed liquid crystal cells, e.g. controlled by an electron beam

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Electrophotography Using Other Than Carlson'S Method (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、静電潜像の可視化に適した静電潜像
可視化装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electrostatic latent image visualization device suitable for visualizing electrostatic latent images.

画像読取り装置、電子計算機等から直接出力さ
れ、あるいは磁気テープやマイクロフイルム等に
蓄積記憶された画像情報が、静電潜像として出力
されるこが往々あり、このような静電潜像を可視
化する必要が大であることは云うまでもない。
Image information output directly from an image reading device, computer, etc., or stored on magnetic tape, microfilm, etc. is often output as an electrostatic latent image, and it is difficult to visualize such an electrostatic latent image. Needless to say, there is a great need to do so.

従来より、電子写真記録あるいは静電記録とし
て、電子写真感光体あるいは静電記録媒体上に静
電潜像を形成し、これをトナーによつて現像し
て、可視化された画像を得る方法が良く知られて
いる。
Traditionally, electrophotographic recording or electrostatic recording is a method in which an electrostatic latent image is formed on an electrophotographic photoreceptor or electrostatic recording medium, and this is developed with toner to obtain a visualized image. Are known.

上記の方法による画像記録方法は、現存存在す
る記録方法のうち最も高解像良画質が得られるも
のであり、複写機、LBP(レーザビームプリン
タ)あるいは静電プリンタ等に使用されている。
The image recording method according to the above method provides the highest resolution and best image quality among existing recording methods, and is used in copying machines, LBPs (laser beam printers), electrostatic printers, and the like.

しかしながら前記の可視化方法は、粉体現像剤
あるいは液体現像剤を静電潜像記録媒体に付着さ
せるものであり、上記静電潜像記録媒体を繰り返
し使用する場合には、前記現像剤の付着あるいは
現像剤の清掃過程において前記媒体の摩耗、劣化
等により、その寿命が短かくなるという欠点を有
する。
However, the visualization method described above involves adhering a powder developer or a liquid developer to an electrostatic latent image recording medium, and when the electrostatic latent image recording medium is repeatedly used, the adhesion of the developer or This method has the disadvantage that the medium is worn out, deteriorated, etc. during the cleaning process of the developer, and its lifespan is shortened.

また、静電記録紙等の使い捨ての可視像担持体
に直接静電潜像を記録する場合においては、特に
ハードコピーを必要とせずソフトコピーのみ必要
な場合にも、結果として可視化のみのために記録
紙を浪費することになる。
In addition, when recording an electrostatic latent image directly on a disposable visible image carrier such as electrostatic recording paper, even if a hard copy is not required and only a soft copy is required, as a result, it is only for visualization. This results in wasted recording paper.

本発明は、上述した電子写真記録あるいは静電
記録等による高画質性を生かし、更に静電潜像形
成媒体の摩耗や劣化の少ない静電潜像の可視化装
置を提供するために研究した。その結果、上記し
た電子写真記録等における問題点の多くは、可視
化のために静電潜像形成媒体上で粉体現像が行な
われることに起因することに着目した。しかも、
静電潜像の可視化に際して必ずしもハードコピー
が必要でない場合もあること、ならびに上記方法
により形成される静電潜像の電位は500V前後に
も達し、これを液晶表示の駆動電圧として利用で
きれば、ハードコピー作成の負担を軽減し、ハー
ドコピーとソフトコピーの両方を得ることができ
るとの知見を得た。
The present invention has been researched in order to provide an electrostatic latent image visualization device that takes advantage of the high image quality achieved by the above-mentioned electrophotographic recording or electrostatic recording, and further reduces wear and deterioration of the electrostatic latent image forming medium. As a result, they focused on the fact that many of the problems in electrophotographic recording and the like described above are caused by powder development being performed on an electrostatic latent image forming medium for visualization. Moreover,
A hard copy may not always be necessary to visualize an electrostatic latent image, and the potential of the electrostatic latent image formed by the above method reaches around 500V, and if this can be used as the driving voltage for a liquid crystal display, it would be We found that it is possible to reduce the burden of copying and obtain both hard copies and soft copies.

しかしながら、上記の様に静電潜像により液晶
素子を駆動することには、一つの問題があつた。
すなわち、このような液晶素子の動作のために
は、基本的には静電潜像の担持面と液晶素子とを
近接して積層すればよいが、この際、静電潜像担
持面と液晶素子の液晶層との間には、必ず液晶を
支持するためのガラス板等の支持体が存在し、こ
れが適当な強度を保つためには少なくとも0.1mm
程度以上の厚さを必要とする。したがつて、潜像
電位が500V前後あるいは云つても、この支持体
による電圧低下のため、実際に液晶素子にかかる
電圧は、液晶の駆動には不充分となつてしまう。
However, there is one problem in driving a liquid crystal element using an electrostatic latent image as described above.
In other words, in order for such a liquid crystal element to operate, it is basically sufficient to stack the electrostatic latent image bearing surface and the liquid crystal element in close proximity. Between the liquid crystal layer of the device, there is always a support such as a glass plate to support the liquid crystal, and in order to maintain appropriate strength, this support must be at least 0.1 mm thick.
It requires a certain thickness or more. Therefore, even if the latent image potential is around 500 V, the voltage actually applied to the liquid crystal element is insufficient to drive the liquid crystal due to the voltage drop caused by this support.

本発明の主要な目的は、このような事情に鑑み
静電潜像の持つ潜像電位を有効に液晶層にかかる
ようにし、適用範囲の広い静電潜像可視化装置を
提供することにある。
In view of the above-mentioned circumstances, the main object of the present invention is to provide an electrostatic latent image visualization device that can effectively apply the latent image potential of an electrostatic latent image to a liquid crystal layer and has a wide range of applicability.

本発明の静電潜像可視化装置は、このような目
的を達成するために開発されたものであり、より
詳しくは、電極を設けた第1の基板、該第1の基
板に対して所定間隔をおいて対向配置し、厚さ方
向のみに電気的導通を生じる様に微細導体を配置
した第2の基板、及び該第1と第2の基板との間
に配置され、印加電圧の極性に応じて互いに異な
る第1の配向状態と第2の配向状態とを生じる強
誘電性液晶を備えた液晶セル、前記第2の基板に
近接対向させて配置した静電潜像担持体、前記強
誘電性液晶の配向状態が一様に第1の配向状態を
生じるのに十分な一方極性電圧を、該強誘電性液
晶に印加する第1の手段、前記強誘電性液晶の配
向状態を潜像に応じて第2の配向状態に反転させ
るのに十分な他方極性電圧が該強誘電性液晶に印
加される様に、前記静電潜像担持体に潜像を形成
し、該潜像を前記微細導体に導通されることによ
つて、前記電極と該微細導体との間の電圧を印加
する第2の手段、並びに前記強誘電性液晶にバイ
アス電圧を印加する第3の手段を有することを特
徴とするものである。
The electrostatic latent image visualization device of the present invention was developed to achieve such an objective, and more specifically, it includes a first substrate provided with an electrode, a predetermined distance from the first substrate, and a first substrate provided with an electrode. A second substrate is disposed facing each other with a fine conductor placed thereon so that electrical continuity occurs only in the thickness direction, and a second substrate is disposed between the first and second substrates and is arranged to face each other with a polarity of the applied voltage. a liquid crystal cell including a ferroelectric liquid crystal that produces a first orientation state and a second orientation state that are different from each other depending on the orientation; an electrostatic latent image carrier disposed close to and facing the second substrate; a first means for applying to the ferroelectric liquid crystal a one-polar voltage sufficient to uniformly bring the orientation state of the ferroelectric liquid crystal into a first orientation state; forming a latent image on the electrostatic latent image carrier such that a voltage of the other polarity sufficient to reverse the orientation to a second orientation state is applied to the ferroelectric liquid crystal; A second means for applying a voltage between the electrode and the fine conductor by being electrically connected to a conductor, and a third means for applying a bias voltage to the ferroelectric liquid crystal. That is.

以下、図面を参照しつつ、本発明を更に詳細に
説明する。
Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to the drawings.

第1図は、静電潜像により液晶素子を駆動し、
静電潜像を可視化するための装置における静電潜
像担持体と液晶素子との基本的積層状態を示す模
式側面図である。
Figure 1 shows that a liquid crystal element is driven by an electrostatic latent image.
FIG. 2 is a schematic side view showing a basic stacked state of an electrostatic latent image carrier and a liquid crystal element in an apparatus for visualizing an electrostatic latent image.

第1図において、液晶素子(セル)1は、ガラ
ス板等からなる一対の支持体2および3(そのう
ち、少なくとも2は透明のものを用いる)を、マ
イラー等からなるスペーサ4を介して固定し、両
方間に液晶5を封入してなる。また支持体2の内
面には、In2O3、SnO2、ITO(インジウム−すず
複合酸化物)等からなる透明電極6が、また支持
体3には、透明あるいは非透明材料であり得、そ
の内面には液晶セルを反射モードで用いる場合の
ために、必要に応じて誘電体ミラー7が設けられ
ている。この誘電体ミラー7は、たとえば吸収が
零に近い誘電体多層膜を真空蒸着により形成する
ことにより得られるものである。
In FIG. 1, a liquid crystal element (cell) 1 is constructed by fixing a pair of supports 2 and 3 (at least two of which are transparent) made of glass plates or the like via a spacer 4 made of Mylar or the like. , a liquid crystal 5 is sealed between both. Further, on the inner surface of the support 2, there is a transparent electrode 6 made of In 2 O 3 , SnO 2 , ITO (indium-tin composite oxide), etc., and the support 3 can be made of a transparent or non-transparent material. A dielectric mirror 7 is provided on the inner surface of the liquid crystal cell, if necessary, in case the liquid crystal cell is used in a reflection mode. This dielectric mirror 7 is obtained, for example, by forming a dielectric multilayer film with absorption close to zero by vacuum deposition.

更に、支持体2の外面(前面)には、液晶セル
の表示モードに応じて、必要に応じて偏光板8が
配設される。また、支持体2,3の液晶層42と
接触する最内面に位置する透面電極6、誘電ミラ
ー7等には、必要に応じて、SiO蒸着、布等によ
るラビング、配向剤の塗布等により配向制御処理
を行つてもよい。
Furthermore, a polarizing plate 8 is disposed on the outer surface (front surface) of the support 2 as required depending on the display mode of the liquid crystal cell. In addition, the transparent electrode 6, dielectric mirror 7, etc. located on the innermost surfaces of the supports 2 and 3 in contact with the liquid crystal layer 42 may be coated with SiO vapor deposition, rubbing with cloth, etc., coating with an alignment agent, etc. as necessary. Orientation control processing may also be performed.

一方、液晶セル1の裏面には、導電基体9上に
電荷保持担体10を形成してなる潜像担持体11
を、その電荷保持担体側で密着させる。また透明
電極6には、この透明電極6と導電基体9との間
に、画像消去のための電圧あるいは書込み時にバ
イアス電圧を印加するための電源Eが接続されて
いる。
On the other hand, on the back surface of the liquid crystal cell 1, a latent image carrier 11 is formed by forming a charge retention carrier 10 on a conductive substrate 9.
are brought into close contact with each other on the charge retention carrier side. Further, a power source E is connected to the transparent electrode 6 between the transparent electrode 6 and the conductive substrate 9 for applying a voltage for erasing an image or a bias voltage during writing.

このような装置を用いて静電潜像の可視化を行
なう場合、たとえば潜像担持体11上に正の静電
潜像12がある場合には、液晶セルには図中に矢
示するような方向の電圧がかかる。なお便宜上、
この時、透明電極6と導電基体9は、ともに接地
状態にあるものとする。ここで先にも述べたよう
に、支持体2は少なくとも100μm程度の厚さが必
要であるのに対して液晶層5は通常0.5μm〜
10μm程度であり、潜像電位から液晶層5に配分
される分電圧は、極めて小さいものになり、液晶
を動作させるには不充分となりがちである。
When visualizing an electrostatic latent image using such a device, for example, when there is a positive electrostatic latent image 12 on the latent image carrier 11, the liquid crystal cell has a structure as shown by the arrow in the figure. Directional voltage is applied. For convenience,
At this time, it is assumed that both the transparent electrode 6 and the conductive substrate 9 are in a grounded state. As mentioned earlier, the support 2 needs to have a thickness of at least 100 μm, whereas the liquid crystal layer 5 usually has a thickness of 0.5 μm to 100 μm.
The voltage is approximately 10 μm, and the divided voltage distributed from the latent image potential to the liquid crystal layer 5 is extremely small and tends to be insufficient to operate the liquid crystal.

この問題を解決するのが本発明の静電潜像可視
化装置である。第1図に対応して、本発明の静電
潜像可視化装置の実施例の要部の模式側面図を第
2図に示す。この例では、支持体13として、た
とえばアクリル樹脂等の絶縁性材料からなる板体
13a中に、その両面に両端が露出する形態で、
複数の微細導線13bを、互いに離間して一様に
埋め込んでなるものを用いる。このような支持体
13を使用することにより、液晶層5には、配向
変化に必要な電圧をより容易に与えることができ
る。すなわち、この支持体によれば、前記の微細
導線13bにより支持体の表裏、すなわち液晶層
側と潜像担持体側とが、各々1対1の点と点の関
係で導通がとられ、しかもそれぞれの対は互いに
絶縁されているため、支持体の表裏をほぼ等電位
とすることができ、静電潜像により与えられる電
圧は、実質上ほとんど液晶層5に印加され得る。
また前記の微細導体13bは、支持体13の1m
m2あたり100〜250本程度の密度で埋め込むことは
可能であり、高精細の画質は充分保つことができ
る。
The electrostatic latent image visualization device of the present invention solves this problem. Corresponding to FIG. 1, FIG. 2 shows a schematic side view of essential parts of an embodiment of the electrostatic latent image visualization device of the present invention. In this example, the support 13 is a plate 13a made of an insulating material such as acrylic resin, with both ends exposed on both sides thereof.
A device in which a plurality of fine conductive wires 13b are spaced apart from each other and uniformly embedded is used. By using such a support 13, the voltage necessary for changing the alignment can be more easily applied to the liquid crystal layer 5. That is, according to this support, conduction is established between the front and back sides of the support, that is, the liquid crystal layer side and the latent image carrier side, in a one-to-one point-to-point relationship by the fine conductive wires 13b, and each Since the pairs are insulated from each other, the front and back sides of the support can be made to have approximately the same potential, and substantially most of the voltage given by the electrostatic latent image can be applied to the liquid crystal layer 5.
Further, the fine conductor 13b is 1 m above the support 13.
It is possible to embed at a density of about 100 to 250 lines per m2 , and high-definition image quality can be maintained sufficiently.

第3図は、第2図に要部を示した可視化装置の
全体的配置例を示す模式側面図である。すなわ
ち、前面を開口した外装箱31内には、一対の駆
動ローラ32aおよび32bに掛け回されたベル
ト状の潜像担持体11が配置され、その非表示位
置に(第3図に点線で示す)から若干離間して前
面には、液晶セル(素子)1aが配置され、表示
部Aを与える。またベルト状に掛け回された潜像
担持体11の裏側にはその延長部に沿つて、除電
部33および潜像形成部34が配置されている。
また、液晶セル1aと対向する位置にある潜像担
持体11の上下端近傍位置の液晶セルと逆側に
は、一対の押付ローラ35aおよび35bが配さ
れている。
FIG. 3 is a schematic side view showing an example of the overall arrangement of the visualization device whose main parts are shown in FIG. 2. That is, a belt-shaped latent image carrier 11 is placed in an outer box 31 with an open front surface, and is placed around a pair of driving rollers 32a and 32b, and is located at a hidden position (as shown by the dotted line in FIG. 3). ) A liquid crystal cell (element) 1a is arranged on the front surface at a slight distance from the display section A. Further, on the back side of the latent image carrier 11 which is stretched around in a belt shape, a static eliminating section 33 and a latent image forming section 34 are arranged along the extension thereof.
Further, a pair of pressing rollers 35a and 35b are disposed near the upper and lower ends of the latent image carrier 11 facing the liquid crystal cell 1a, on the opposite side of the liquid crystal cell.

潜像担持体11、特にその電荷保持担体10
(第2図)の材質は潜像形成の方法により選択さ
れる。潜像形成は種々の方法が可能であり、たと
えば電荷保持担体10として光導電層を有した感
光体を用いる従来の電子写真における潜像形成方
法が、あるいは静電記録紙等の電荷保持性シート
状媒体を用いて従来の静電記録における潜像形成
方法が適用し得る。潜像形成部34において潜像
の形成された潜像担持体11は、駆動ローラ32
a,32bの矢示方向の回転により、表示部Aな
いしは液晶素子1aと対向位置へ導かれる。この
位置で潜像担持体11の潜像担持面は停止し、押
しつけローラ35a,35bにより液晶セル1a
に密着される。
Latent image carrier 11, especially its charge retention carrier 10
The material shown in FIG. 2 is selected depending on the method of latent image formation. Various methods can be used to form a latent image; for example, a conventional electrophotographic latent image formation method using a photoreceptor having a photoconductive layer as the charge-retaining carrier 10, or a charge-retaining sheet such as electrostatic recording paper. A conventional latent image forming method in electrostatic recording can be applied using the medium. The latent image carrier 11 on which the latent image has been formed in the latent image forming section 34 is moved to the drive roller 32
By rotating a and 32b in the direction of the arrow, they are guided to a position facing the display section A or the liquid crystal element 1a. At this position, the latent image bearing surface of the latent image bearing member 11 stops, and the liquid crystal cell 1a is moved by pressing rollers 35a and 35b.
closely followed.

次に、上記装置による静電潜像の可視化工程を
第2図および第4図以降の図面を参照して説明す
る。
Next, the process of visualizing an electrostatic latent image using the above device will be explained with reference to FIG. 2 and FIG. 4 and subsequent drawings.

まず、第2図に示す様に、たとえば電荷保持体
10上に正の静電潜像が形成されている場合は、
図中矢示する方向の電界15aが液晶層5に作用
する。本発明の装置では、このような静電潜像の
もたらす電界を有効に利用して液晶層5内の液晶
の配向変化をもたらし、これにより静電潜像の可
視化を行う、したがつて、使用する液晶として
は、カイラルスメクチツク液晶等の強誘電性液晶
が好適に用いられる。かかる強誘電性液晶は、他
の電界効果液晶、たとえばTN(ツイステツドネ
マチツク)液晶等に比べ格段に速い応答速度を有
するだけでなく、直流電界により駆動され且つメ
モリー性があるため、ソフトコピー、すなわち液
晶表示像を表示しながら、電子写真記録等のハー
ドコピーを得ることができる。
First, as shown in FIG. 2, for example, when a positive electrostatic latent image is formed on the charge carrier 10,
An electric field 15a in the direction indicated by the arrow in the figure acts on the liquid crystal layer 5. In the device of the present invention, the electric field produced by such an electrostatic latent image is effectively utilized to bring about a change in the orientation of the liquid crystal in the liquid crystal layer 5, thereby visualizing the electrostatic latent image. As the liquid crystal, a ferroelectric liquid crystal such as a chiral smectic liquid crystal is suitably used. Such ferroelectric liquid crystals not only have a much faster response speed than other field-effect liquid crystals, such as TN (twisted nematic) liquid crystals, but also have a memory property and are driven by a direct current electric field, so they can be used as soft materials. It is possible to obtain a hard copy of an electrophotographic record while displaying a copy, that is, a liquid crystal display image.

強誘電性液晶の詳細な動作についは、Ap−
plied Physics Lettrs 36(11)1,June,1980
「Submicrosecond Bistable Electrooptic
Switching in Liquid Crystals」等の多くの報告
があり、ここにはその動作につては簡単に述べ
る。
For detailed operation of ferroelectric liquid crystal, please refer to Ap−
plied Physics Lettrs 36(11)1, June, 1980
“Submicrosecond Bistable Electrooptic
There are many reports such as "Switching in Liquid Crystals", and the operation will be briefly described here.

第4図aにおいて、16は強誘電性液晶分子
(例えば、カイラルスメクチツク液晶)であり、
図に示す様な細長い分子で、その長軸方向と短軸
方向とで屈折率異方性を示す。この液晶において
特徴的なことは、図中に示した矢印17、あるい
は18の様な互いに2θの角度をなす方向の電界の
印加に対して、それが一定の閾値以上であれば、
それぞれ分子の配向方向が変わることである。す
なわち一例としては第4図bに示す様に前述の〓
で表わす方向17の電界に対する分子の配向方向
16aとで表わす方向18の電界に対する分子
配向方向16bが角度2θをなす。またこの電界を
与えることによる分子の配向変化の応答の素速い
こともこの液晶の特徴であり、その応答速度は数
μsecの高速性も得られる。この液晶を挟持した液
晶セルの両側に対して、例えば方向の電界によ
る分子の配向方向と平行に偏光方向を有するポラ
ライザ19およびクロスニコルの配置となるよう
にアナライザ20をセツトした場合、セル内の分
子配向方向が方向の電界による配向方向である
場合には、入射光に対して複屈折がおこらないた
めにアナライザで光がカツトされ光を透過せず、
一方〓方向の電界による配向方向である場合には
複屈折の作用により光が透過する状態が得られ
る。
In FIG. 4a, 16 is a ferroelectric liquid crystal molecule (for example, chiral smectic liquid crystal),
It is an elongated molecule as shown in the figure, and exhibits refractive index anisotropy in its long and short axis directions. A characteristic feature of this liquid crystal is that when an electric field is applied in directions forming an angle of 2θ to each other, as shown by arrows 17 or 18 in the figure, if the electric field is above a certain threshold,
The orientation direction of the molecules changes in each case. That is, as an example, as shown in Fig. 4b, the above-mentioned
The orientation direction 16a of the molecules relative to the electric field in the direction 17, represented by , and the orientation direction 16b of the molecules relative to the electric field in the direction 18, represented by , form an angle 2θ. Another feature of this liquid crystal is that it responds quickly to changes in the orientation of molecules when this electric field is applied, and the response speed can be as fast as several microseconds. When the polarizer 19 and the analyzer 20 are set on both sides of a liquid crystal cell sandwiching this liquid crystal in a crossed Nicol arrangement, for example, the polarizer 19 has a polarization direction parallel to the orientation direction of molecules due to a directional electric field. When the molecular orientation direction is the orientation direction due to the electric field in the direction, birefringence does not occur for the incident light, so the light is cut off by the analyzer and does not pass through.
On the other hand, in the case of alignment direction due to an electric field in the 〓 direction, a state in which light is transmitted is obtained due to the action of birefringence.

またこの様な強誘電性液晶を用いることの利点
としては、液晶分子の配向が双安定性を有するこ
とである。この点を第4図bによつて更に説明す
ると、電界17を印加すると、液晶分子は、16
aの如く、配向するが、この状態は電界を切つて
も安定である。又、逆向きの電界18を印加する
と、液晶分子は、16bの如く向きを変えるが、
やはり電界を切つてもこの状態に留つている。こ
のような双安定性が、有効に実現されるにはセル
としては出来るだけ薄い方が好しい。
Another advantage of using such a ferroelectric liquid crystal is that the alignment of liquid crystal molecules has bistability. To further explain this point with reference to FIG. 4b, when an electric field 17 is applied, the liquid crystal molecules
It is oriented as shown in a, but this state is stable even when the electric field is turned off. Furthermore, when an electric field 18 in the opposite direction is applied, the liquid crystal molecules change direction as shown in 16b.
It remains in this state even if the electric field is turned off. In order to effectively realize such bistability, it is preferable that the cell be as thin as possible.

次に上記した様な強誘電性液晶を用いた場合の
第2図ないし第3図に示す装置による潜像可視化
の一例を説明する。まず第5図a1に示す様に、
潜像の形成されていない潜像担持体11と液晶セ
ルに密着させ、電源Eにより透明電極6と導電基
体9との間に一様に15b方向の電圧を印加す
る。この様な方向の電界により液晶分子は、例え
ば16bで示す様に一様に配向する。但し、この
場合電源Eによつて液晶分子に実質作用させる電
界の大きさは液晶分子が配向変化をする閾値以上
になる様にする。
Next, an example of visualizing a latent image using the apparatus shown in FIGS. 2 and 3 when using a ferroelectric liquid crystal as described above will be described. First, as shown in Figure 5 a1,
The latent image carrier 11 on which no latent image is formed is brought into close contact with the liquid crystal cell, and a voltage in the direction 15b is uniformly applied between the transparent electrode 6 and the conductive substrate 9 by the power source E. Due to the electric field in such a direction, the liquid crystal molecules are uniformly aligned as shown by 16b, for example. However, in this case, the magnitude of the electric field applied to the liquid crystal molecules by the power source E is set to be equal to or higher than the threshold value at which the liquid crystal molecules change their alignment.

この後、潜像担持体11を第3図に示した押し
つけローラ35a,35bの解除により、液晶セ
ル1aより引き離し、また液晶5に印加している
電圧を取り除いても前述した様に液晶分子は16
bで示した状態を保つ。
Thereafter, the latent image carrier 11 is separated from the liquid crystal cell 1a by releasing the pressing rollers 35a and 35b shown in FIG. 16
Maintain the state shown in b.

次にたとえば正の静電潜像の形成された潜像担
持面を表示部Aに送り前記押しつけローラ35
a,35bにより液晶セル1aに密着させること
により第5図b1に示す様に潜像担持部において
は潜像により、液晶層5には矢示15a方向の電
界が作用する。
Next, for example, the latent image bearing surface on which the positive electrostatic latent image is formed is sent to the display section A and the pressing roller 35
By bringing the liquid crystal layer 5 into close contact with the liquid crystal cell 1a through the layers a and 35b, an electric field in the direction of the arrow 15a acts on the liquid crystal layer 5 due to the latent image in the latent image bearing portion, as shown in FIG. 5b1.

この時、液晶層5に作用する電圧は、配向変化
が起こる閾値電圧以上、あるいは以下であり、こ
の大きさは形成する静電潜像の電位によつて決ま
る。
At this time, the voltage applied to the liquid crystal layer 5 is above or below the threshold voltage at which orientation change occurs, and its magnitude is determined by the potential of the electrostatic latent image to be formed.

液晶層5に作用する電圧が閾値以上である様に
すると潜像部分に対応する液晶分子は第5図b2
に示す16aの方向に配向変化する。一方前記閾
値に達していない部分は液晶分子は16bの配向
のままである。
When the voltage applied to the liquid crystal layer 5 is set to be higher than the threshold value, the liquid crystal molecules corresponding to the latent image portion are as shown in Fig. 5b2.
The orientation changes in the direction 16a shown in FIG. On the other hand, in a portion where the threshold value has not been reached, the liquid crystal molecules remain in the 16b orientation.

また第5図c1に示す様に、電源Eにより液晶
層にバイアス電圧を印加することができる。すな
わち液晶分子が16aの方向に配向変化する閾値
より幾分小さくなる様に、バイアス電圧を15a
の方向に印加することにより、潜像部分に対応す
る液晶層に作用する電界は閾値を越え、16aの
方向に配向変化する。
Further, as shown in FIG. 5c1, a bias voltage can be applied to the liquid crystal layer by a power source E. In other words, the bias voltage is set to 15a so that the liquid crystal molecules become slightly smaller than the threshold value at which the alignment changes in the direction of 16a.
By applying the electric field in the direction 16a, the electric field acting on the liquid crystal layer corresponding to the latent image portion exceeds the threshold value, and the orientation changes in the direction 16a.

この様に液晶層にバイアス電圧を印加すること
は実際上非常に有効である。バイアス電圧を印加
することにより、静電潜像の与える電圧を寄与分
と合計によつて閾値以上の電圧を液晶層5に印加
することが容易になるからである。
Applying a bias voltage to the liquid crystal layer in this manner is actually very effective. This is because by applying the bias voltage, it becomes easy to apply a voltage equal to or higher than the threshold value to the liquid crystal layer 5 by adding up the contribution of the voltage given by the electrostatic latent image.

またこの場合、潜像担持面を液晶セルに密着さ
せてのちに上記バイアス電圧を印加するようにす
ることにより密着動作中に起こりうる像ボケ等の
弊害を全て排除することができ更に有効である。
In this case, it is even more effective to apply the bias voltage after the latent image bearing surface is brought into close contact with the liquid crystal cell, since it is possible to eliminate all harmful effects such as image blurring that may occur during the contact operation. .

正の静電潜像による前記液晶セルに画像を書き
込むためにはまた第6図a,bに示す様にしても
良い。
In order to write an image on the liquid crystal cell using a positive electrostatic latent image, the method shown in FIGS. 6a and 6b may also be used.

すなわち第6図a1に示すように潜像の形成さ
れていない潜像担持体11を液晶セルに密着さ
せ、電源Eにより透明電極6と導電基体9との間
に一様に閾値以上の15a方向の電圧を印加す
る。このような方向の電圧により液晶分子は16
a方向に一様に配向する。
That is, as shown in FIG. 6a1, the latent image carrier 11 on which no latent image is formed is brought into close contact with the liquid crystal cell, and a power source E is applied to uniformly apply a voltage equal to or higher than the threshold in the direction 15a between the transparent electrode 6 and the conductive substrate 9. Apply a voltage of Due to the voltage in this direction, the liquid crystal molecules
Uniformly oriented in the a direction.

次に、第3図に示した押しつけローラ35a,
35bを解除し、正の静電潜像の形成された潜像
担持面を表示部Aに送り、再び押しつけローラ3
5a,35bにより液晶セル1aに密着させる。
この後、電源Eにより閾値以上のバイアス電圧
を、第6図b1に示す様に15b方向に印加す
る。この時、バイアス電圧をうまく選ぶことによ
り静電潜像形成部分においては、バイアス電圧が
減殺されて液晶分子に印加される電圧は閾値以下
である様にすることが出来るため、この部分にお
いては液晶分子は16aのままであり、この部分
以外においてはバイアス電圧15bにより16b
で示す方向に分子が配列する。
Next, the pressing roller 35a shown in FIG.
35b is released, the latent image bearing surface on which the positive electrostatic latent image is formed is sent to the display section A, and the pressing roller 3 is pressed again.
5a and 35b, it is brought into close contact with the liquid crystal cell 1a.
Thereafter, a bias voltage equal to or higher than the threshold value is applied by the power source E in the direction 15b as shown in FIG. 6b1. At this time, by carefully selecting the bias voltage, the bias voltage can be reduced in the area where the electrostatic latent image is formed, and the voltage applied to the liquid crystal molecules can be kept below the threshold value. The molecule remains 16a, and outside this part it becomes 16b due to the bias voltage 15b.
The molecules are arranged in the direction shown by .

以上、正の静電潜像により液晶分子の配向変化
を起す場合について述べたが、負の潜像によつて
も前記した電源Eにより印加する電圧の方向をそ
れぞれ逆にすることによりほぼ同様に実施可能な
ことは明らかである。
Above, we have described the case in which a positive electrostatic latent image causes a change in the orientation of liquid crystal molecules, but a negative latent image can also be produced in almost the same way by reversing the direction of the voltage applied by the power source E. It is clear that it can be done.

以上の様にして液晶層5として強誘電性液晶を
用い、静電潜像により液晶の配向変化を得ること
が出来るが、これを視認できるようにするために
は偏光子8の偏光方向を適当に定めればよい。1
例として、偏光方向を第5図あるいは第6図の配
向方向16bと平行あるいは垂直に配置すること
により、液晶の配向方向が16bの様である場合
に明るく、また16aである場合に暗く見える状
態にすることができる。
As described above, using a ferroelectric liquid crystal as the liquid crystal layer 5, it is possible to obtain a change in the orientation of the liquid crystal using an electrostatic latent image, but in order to make this visible, the polarization direction of the polarizer 8 must be adjusted appropriately. It is sufficient to set the 1
For example, by arranging the polarization direction parallel or perpendicular to the orientation direction 16b in FIG. 5 or 6, a state in which the liquid crystal looks bright when the orientation direction is 16b and dark when it is 16a. It can be done.

この様なセル構成において最も画像のコントラ
ストを良くするためには、第4図bにおける2θが
ほぼ45°である液晶を用いるとともに液晶層の厚
みを適当に選ぶ。
In order to obtain the best image contrast in such a cell configuration, a liquid crystal whose 2θ angle in FIG. 4b is approximately 45° is used, and the thickness of the liquid crystal layer is appropriately selected.

次に第7図において、本発明の液晶素子を組み
込んだ静電潜像の可視化装置の、別の応用に1具
体例を示す。この第7図の装置は、潜像転写ドラ
ム21を有し、潜像担持体11上の静電潜像を、
一旦このドラムに転写する機能を有する。この潜
像転写ドラムの周囲には、トナー現像器22、た
とえば普通紙26に転写ドラム上のトナー像を転
写するための転写帯電器23、クリーナ24およ
び除電手段25が順次配されている。
Next, FIG. 7 shows a specific example of another application of the electrostatic latent image visualization device incorporating the liquid crystal element of the present invention. The apparatus shown in FIG. 7 has a latent image transfer drum 21, and transfers an electrostatic latent image on a latent image carrier 11.
It has the function of once transferring to this drum. A toner developing device 22, a transfer charger 23 for transferring the toner image on the transfer drum onto plain paper 26, a cleaner 24, and a charge eliminating means 25 are arranged in this order around the latent image transfer drum.

まず、静電潜像の形成されていない潜像担持体
11を、押しつけローラ35a,35bにより液
晶セル1aに押しつけ、前述の方法により画像の
一様消去を行なう。次に押しつけローラ35a,
35bを解除し、矢示方向にローラ2a,2bを
駆動して潜像担持体11を回動させつつ潜像形成
手段34により静電潜像を形成させ、潜像形成面
が表示部Aの位置にきた時に潜像担持体11の回
動を停止し、押しつけローラ35a,35bによ
り液晶セルに潜像を押しつける。この時前述した
様に液晶セル面において潜像が可視化される。こ
こで、その画像のハードコピーが必要な場合には
押しつけローラ35a,35bを解除して後、潜
像形成面を潜像転写ドラム21に送り該ドラムに
潜像を転写してトナー現像器22でトナー現像
し、更に普通紙26に転写して定着器27により
定着し、排紙トレイ28に排紙する。この間、前
述の強誘電性液晶を用いた場合の様に、液晶素子
自体がメモリー性を有するものである場合、ハー
ドコピー作成中の画像を表示したままにすること
が出来る。
First, the latent image carrier 11 on which no electrostatic latent image is formed is pressed against the liquid crystal cell 1a by the pressing rollers 35a and 35b, and the image is uniformly erased by the method described above. Next, the pressing roller 35a,
35b and drive the rollers 2a and 2b in the direction of the arrow to rotate the latent image carrier 11 and form an electrostatic latent image by the latent image forming means 34, so that the latent image forming surface is on the display section A. When the latent image carrier 11 reaches the position, rotation of the latent image carrier 11 is stopped, and the latent image is pressed against the liquid crystal cell by pressing rollers 35a and 35b. At this time, as described above, a latent image is visualized on the liquid crystal cell surface. Here, if a hard copy of the image is required, after releasing the pressing rollers 35a and 35b, the latent image forming surface is sent to the latent image transfer drum 21, and the latent image is transferred to the drum. The image is developed with toner, further transferred to plain paper 26, fixed by a fixing device 27, and discharged to a paper discharge tray 28. During this time, if the liquid crystal element itself has a memory property, as in the case of using the above-mentioned ferroelectric liquid crystal, it is possible to keep the image being displayed while the hard copy is being created.

以上説明した様に、本発明によれば、ハードコ
ピーを得ることができる静電潜像担持体上の潜像
電位を液晶セルの駆動に利用するに際して、潜像
電位の電圧を選択的に液晶層に作用させ、液晶素
子を効果的に駆動させることができる。かくし
て、ハードコピーとソフトコピーを同時に得るこ
とができ、且つハードコピー作成に伴う静電潜像
の劣化を可及的に減少させた合理的な静電潜像の
可視化装置が得られる。
As explained above, according to the present invention, when the latent image potential on the electrostatic latent image carrier from which a hard copy can be obtained is used for driving the liquid crystal cell, the voltage of the latent image potential is selectively applied to the liquid crystal cell. By acting on the layer, the liquid crystal element can be effectively driven. In this way, a rational electrostatic latent image visualization device can be obtained that can simultaneously obtain a hard copy and a soft copy, and that reduces as much as possible the deterioration of the electrostatic latent image that accompanies the production of the hard copy.

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

第1図は、静電潜像により液晶素子を駆動する
原理を示す静電潜像担持体と液晶素子との積層状
態の模式側面図;第2図および第3図は、それぞ
れ本発明の静電潜像可視化装置の実施例の要部お
よび全体の模式側面図;第4図a,bは、強誘電
性液晶の電界印加による配向方向の変化ならびに
双安定性の模式説明図;第5図a1、第5図b
1、第5図c1、第6図a1、第6図b1は、そ
れぞれ本発明における静電潜像電位と外部電源と
の相互作用による液晶層への電界付与状態を示す
模式断面図、第5図a2、第5図b2、第5図c
2、第6図a2、第6図b2は、それぞれ上記電
界に対応する液晶分子の配向方向を示す模式説明
図;第7図は、本発明の静電潜像可視化装置の他
の例の全体模式側面図である。 1……液晶素子、1a……本発明で用いる液晶
素子、2……透明支持体、3……支持体、5……
液晶層、6……透明電極、7……誘電ミラー、8
……偏光板、9……導電性基体、10……電荷保
持体層、11……潜像担持体、13……導電性支
持体、13a……絶縁体板、13b……微細導
線、33……除電手段、34……潜像形成部、3
5a,35b……押付けローラ、15a,15
b,17,18……液晶への電界印加方向、16
a,16b……液晶分子の配向方向、A……表示
部、E……外部電源。
FIG. 1 is a schematic side view of a laminated state of an electrostatic latent image carrier and a liquid crystal element, showing the principle of driving a liquid crystal element by an electrostatic latent image; FIGS. A schematic side view of the main part and the whole of an embodiment of the electro-latent image visualization device; FIGS. 4a and 4b are schematic explanatory diagrams of the change in orientation direction and bistability of ferroelectric liquid crystal due to the application of an electric field; FIG. a1, Figure 5b
1, FIG. 5 c1, FIG. 6 a1, and FIG. 6 b1 are schematic cross-sectional views showing the state of applying an electric field to the liquid crystal layer due to the interaction between the electrostatic latent image potential and the external power source in the present invention, and FIG. Figure a2, Figure 5 b2, Figure 5 c
2. FIG. 6 a2 and FIG. 6 b2 are schematic explanatory diagrams showing the alignment directions of liquid crystal molecules corresponding to the above electric field, respectively; FIG. 7 is an overall diagram of another example of the electrostatic latent image visualization device of the present invention FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Liquid crystal element, 1a...Liquid crystal element used in the present invention, 2...Transparent support, 3...Support, 5...
Liquid crystal layer, 6...Transparent electrode, 7...Dielectric mirror, 8
... Polarizing plate, 9 ... Conductive substrate, 10 ... Charge carrier layer, 11 ... Latent image carrier, 13 ... Conductive support, 13a ... Insulator plate, 13b ... Fine conducting wire, 33 ...Charge eliminating means, 34...Latent image forming section, 3
5a, 35b...pressing roller, 15a, 15
b, 17, 18...Direction of electric field application to liquid crystal, 16
a, 16b...Alignment direction of liquid crystal molecules, A...Display section, E...External power source.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 電極を設けた第1の基板、該第1の基板に対
して所定間隔をおいて対向配置し、厚さ方向のみ
に電気的導通を生じる様に微細導体を配置した第
2の基板、及び該第1と第2の基板との間に配置
され、印加電圧の極性に応じて互いに異なる第1
の配向状態と第2の配向状態とを生じる強誘電性
液晶を備えた液晶セル、 前記第2の基板に近接対向させて配置した静電
潜像担持体、 前記強誘電性液晶の配向状態が一様に第1の配
向状態を生じるのに十分な一方極性電圧を、該強
誘電性液晶に印加する第1の手段、 前記強誘電性液晶の配向状態を潜像に応じて第
2の配向状態に反転させるのに十分な他方極性電
圧が該強誘電性液晶に印加される様に、前記静電
潜像担持体に潜像を形成し、該潜像を前記微細導
体に導通されることによつて、前記電極と該微細
導体との間の電圧を印加する第2の手段、並びに 前記強誘電性液晶にバイアス電圧を印加する第
3の手段 を有することを特徴とする静電潜像可視化装置。
[Scope of Claims] 1. A first substrate provided with an electrode, which is arranged to face the first substrate at a predetermined distance, and a fine conductor is arranged so as to create electrical continuity only in the thickness direction. a second substrate, and a first substrate disposed between the first and second substrates, which differ from each other depending on the polarity of the applied voltage.
a liquid crystal cell comprising a ferroelectric liquid crystal that produces an orientation state of a first means for applying a one-polar voltage sufficient to uniformly produce a first alignment state to the ferroelectric liquid crystal; forming a latent image on the electrostatic latent image carrier and conducting the latent image to the fine conductor such that a voltage of the other polarity sufficient to reverse the state is applied to the ferroelectric liquid crystal; an electrostatic latent image, characterized in that it has a second means for applying a voltage between the electrode and the fine conductor, and a third means for applying a bias voltage to the ferroelectric liquid crystal. Visualization device.
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