JPS58223161A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えば電子計算機や画像読取り装置から演算出
力、ないしは読取り出力される電気画像情報や磁気テー
プやマイクロフィルムに蓄積記憶された画ｇＲ情報等を
視認できる画像として再現表示する、或いは複写機・オ
フィスオートメーション装置など画像形成関係機器に画
像モニタ用等として付属される画像表示装置に係り、特
に表示画像な像担持体面にトナー像として形成して画像
表示する方式のものに関する０ 第１図は上記方式の画像表示装置の一例の極く概略構造
を示す縦断面図で、１は縦型の装置外装箱、２はその外
装箱の正面板面に大きく開口形成した表示画像覗き窓で
、一般にガラス板等の透明板６が張設される。また、４
ｔｉ、像担持体である感光体で、外装箱内の上部と下部
とに並行に横設した駆動プーリ（又はローラ）５と従動
グーリ（又はローラ）６との間に張設した無端ベルト型
をしており、以下この感光体トベルトと称す。このベル
ト４は導電性基体の表面に光導電体層を形成したもので
、ベルトの外周側が光導電体層面である。

−ｔしてベルト４は駆動グーリの回転により矢示方向に
回転超動され、ベルト４の張り部外面が表示画像覗き窓
２部を矢印方向へ移動通過する。そして、７・８はベル
トゆるみ側の中央領域裏面に少し間隔をあけて上下に接
触させて配設した一対のテンションローラ、９は帯電器
でベルトゆるみ側で駆動プーリ５寄りのベルト外周面領
域に対面させて配設してあり、１０は前記テンションロ
ーラ７−８間のベルト張り部外面に光像露光する光学装
置、１１は現像器で、ベルト上の潜像を現像するもので
前記露光装置の下流に配設しである０１２は除電ランプ
でベルト張り側で従動プーリ６寄りのベルト外面領域に
対面させて配設しである０１６はクリーニング器でベル
トの駆動プーリ懸囲部で帯電器９寄りのベルト外面にブ
レード素子を接触させて配設しである。

前記光学装置１０は本例のものは光ビームスキャンニン
グ式のもので、電子計算機等から出力される時系列電気
画素信号に対応した変鉤制御された光ビームＬを発生し
、そのビームＬをベルト幅方向に振らせてこれを主走査
とし、ベルトの面移動を副走査としてぺ′フト面を光像
露光するものである０ 前記構成によりベルト４紘その囲動過程において帯電器
９により全面に一様な正又紘負の帯電を受け、そのｗｉ
ｔ面が光学装置１０部を通過することにより、ベルト外
周面に表示すべき画像の静電潜像が順次に形成される。

次いでその静電潜像はトナー現像器１１部を通過するこ
とにより順次にトナー像として可視化される。次いでベ
ルトのトナー像面はベルト張り側へ回り込み除電用ラン
プ１２による全面光照射を受ける。この均一な光照射は
画像表示後のベルト外面のクリーニングの工程を円滑に
おこなうためと、ベルトの光導電体層の電荷をなるべく
早く消滅させて、この光導電体層上に形成された電荷密
度の差異を長く持続させず、ベルト面を電気的に一様な
状態にするためのものである。

このベルト外周面のトナー像面は次いで画像覗き窓２の
範囲内まで移動して一旦停止することで窓２部に画像表
示がなされる。所定の一定時間経過後、又はベルト再回
動を指令する釦操作でベルト４は再回動し、ベルト面の
トナー画像がクリーニング器１６により除去され、この
ベルトは次の画像表示に繰返し使用される。

前記のように表示画像を光導電体層を利用した像担持体
面にトナー像をして形成して画像表示する方式のものは
、例えばＣＲＴディスプレイ装置や液晶利用のディスプ
レイ装置よりも解像性がよい０そして更に画像が見易く
０疲れが少ない等の利点を有する０また前記した様に画
像が見易いことは静止画像であるためちらつきがなく、
また液晶ディスプレイのような見るときの角度依存性も
小さいことに起因している。

一方、前記した様な光導電体層を利用した像担持体面に
トナー像を形成して画像表示するような表示装置におい
て、その書き込み光源としては前記例示した光ビームス
キャンニング方式のものとしては、ガスレーザや半導体
レーザがある０更に近来はＬＥＤアレイあるいは、白色
光等を選択的に透過させる各種シャッタアレイなどが挙
げられる。しかし、これらのものは時系列電気画素信号
に対応して感光体に光像を与えるものであるが、画像表
示を高速で行なうためには、これらの光源からの感光体
への光照射も高速で走査させなけれはならず、感光体上
への照射光量は特に大光量を光源が発しない限り微少な
ものとなる。したがって、使用する光導電層は更に高感
度のものが要求される。たとえば光導電体層にＣｄＳを
使用する場合は、可視域にわたって充分な光量を照射さ
れるについて拡充分感度を有するが、光源として錦安価
で小型の半導体レーザな用いた表示装置に使用するには
、Ｉｎ（インジウム）などをドープして増感することが
必要であり、この結果ＣｄＳの色１１４ａ暗色となり表
示画像の視認性は落ちてくる。一般に高感度である光導
電物質紘暗色をなしており、これらの光導電体層をその
まま表示画像の下地に適用することは画像の視認性の面
から難である。

また像担持体として光導電体層を用い第１図に示した様
にベルトを形成して駆動した場合、光導電体層の駆動ロ
ーラ、あるいは従動、テンションローラ付近においての
伸縮による機械的消耗により形成画像に重大な欠損を生
ずる恐れもある。また、第１図に示した光導電体層を利
用した装置において社、帯電器、クリーニング器、除電
用照明など多くの像形成手段を有していなければならず
、また装置としては高い精度を要する光学走査系を搭載
しなくてはならないため、コスト的にも高価になりがち
である。前記のクリーニング器を要する理由は、次の像
形成のための帯電あるいは画像露光の際において、前回
より像担持体たる感光体上に残置しているトナーが障害
となるためである。

すなわち帯電むらや露光むらの原因となる。またクリー
ニングを行なうことにより、無駄なトナーの消費をもた
らすことになる。

本発明の目的は、以上示した様な問題点を解消し、簡易
な構成で且つ高速度に対応する表示装置を提供すること
にある。

すなわち前記目的を達成する本発明の一形１１１ｔｉ、
導電性および磁性を有する現像剤と、内部に磁界発生手
段を配設し元導電性あるい唸非導電性の表面を有する現
像剤担持体と、前記現像剤相持体と電気的に絶縁され前
記現像剤に電荷を供給しうる機能を有し前記現像剤担持
体上に複数並列配置された記録用電極と、繰返し使用さ
れ電荷保持能力を持つｆｃ像相持体と、ＭＩ記記録用電
極配置位置の像担持体を介した位置に対向配置した対向
電極とを用い、前記磁界発生手段の磁力により前記記録
用電極上に前記現像剤を搬送し、前記対向電極と前記記
録用電極のうちの任意個数に選択的にバイアスを印加し
て現像剤を像担持体面に付着させて現像剤による像を形
成し、この像を前記像担持体の回動経路中に設けた画像
表示部に導き、これを表示する画像表示装置である。

また、他の形態は、導電性および磁性を有する現像剤と
、内部に磁界発生手段を配設した導電性あるいは非導電
性の表面を有する現像剤担持体と、前記現像剤に電荷を
供給しうる機能を有し前記現像剤担持体上に配置された
対向電極と、繰返し使用され電荷保持能力を持った像担
持体と、前記対向電極位置の像担持体を介した位置に対
向し複数並列配置した配置用電極とを用い、前記磁界発
生手段の磁力により前記電極上に前記現像剤を搬送し、
前記対向電極と記録電極のうちの任意個数に選択的にバ
イアスを印加して現像剤を像担持体面に付着させて現像
剤による像を形成し、この像を前記像担持体の回動経路
中に設けた画像表示部に導き、これを表示する画像表示
装置にある０以下図面に従って本発明の一実施例を説明
する０第２図社本発明の表示装置に適用する像形成方法
を示す構成図であり、米国特許明細書簡３，８１６，８
４０号に記載のものの概略図でおる。図において、２０
は薄層の絶縁性の像担持体、２１拡導電性のトナー担持
体であり内部の磁石は矢印２２の方向に（ロ）転し像担
持体上の導電性磁性トナー２４を矢印２５の方向に搬送
している。２３はトナーの像担持体への接触位置に対向
して設置され、像担持体の幅方向に多数の独立した電極
を並べた漬浸電極であり、スイッチ２６により導電性の
スリーブ２１と所定の電極との間に選択的に電圧が印加
されうるよう圧電源Ｅが置かれている。

第３図に第２図で述べた方法により像担持体にトナー偉
を形成する過根を簡単に示す０スイツチ２６を電源Ｅに
接続すると電源Ｅによリ、対向電極となる導電性のトナ
ー相持体２１と前記信号電極２６との間に電圧が印加さ
れる。この結果、導電トナ−２４〜トナー担持体２１→
接地→電源Ｅ→スイッチ２６→侶号電極２６〜絶縁性像
相持体２０とから成る閉回路において、絶縁性像相持体
２０におけるキャパシタンスにより、導電トナー２４の
信号電極２６に最近接している穂先端部および信号電極
２６の先端部にほぼ瞬間的に電荷が蓄積され、これらの
電荷間にクーロン力が作用し、像担持体２０がトナーの
形成するブラシより引き離される。この時点においてト
ナー担持体２１内部の磁石により前記電荷が蓄積され良
磁性トナーが受ける磁力よりも前記クーロン力を強く作
用させることにより、像担持体２０上にスイッチ２６の
０Ｎ−ＯＦＦに従ったトナー像を形成することができる
。

第４図に示すようにｎｉＪ記の信号電極２６は、保リア
レイを構成し、それぞれドライバー（駆動回路）２７（
回路明細は図示しない）により選択的に像担持体２０と
の間に電圧を印加し、像担持体２０上にトナーを付着さ
せることで任意のトナー像を形成することができる。

第５図は米国特許８Ａ＃１書第５．８７９．７５７号等
に記載がある像形成方法の概略図である。本例において
も第３図における説明と同様にスイッチ２６の電源Ｅへ
の接続により、導電トナ−２４〜信号電極３０〜スイッ
チ２６〜電源Ｅ〜対向電極３１〜絶縁性像担持体２０と
から成る閉回路を構成する０そしてこの回路において、
絶縁性像担持体２０におけるキャパシタンスにより、信
号電極６０上に導電トナー２４の対向電極６１に最近接
している穂先端部、および対向電極６１の先端部にほぼ
瞬間的に電荷が蓄積される。そして、これらの電荷間に
クーロン力が作用し像担持体２０がトナーの形成するブ
ラシより引き離される時点で、トナー担持体２１ａ内部
の磁石により前記電荷が蓄積された導電性磁性トナーが
受ける磁力よりも、前記クーロン力を強く作用させるこ
とにより、像担持体２０上にスイッチ２６の０Ｎ−ＯＦ
Ｆに従っタトナー像を形成することができる０また前記
第４図において説明したのと同様に、像担持体の幅方向
に各々電気的に独立した信号電極３０を像担持体２０の
移動方向に対しほば垂直の方向に複数個並列配置してア
レイを構成し、それぞれドライバー（駆動回路）により
選択的に信号電極に信号電圧を印加することで対向電極
６１との間に電圧を印加し、選択的に像担持体２０上に
トナーを付着させて任意のトナー像を形成することがで
きる０／ 次に前記画像形成方法を適用する本発明の表示　−装置
を図面に従って説明する。

第６図は本発明を適用した画像表示装置の主要部の概略
構成図である。図において４０は装置外装箱、４１はそ
の外装箱の正面板面に大きく開口形成した表示画像覗き
窓で、通常ガラス板等の透明板４２を張設する。また４
５は像担持体（以下ベルトと称することもある）で、外
装箱内に並列に横設した駆動ローＭ）４４と従動−−ツ
４５および像担持体４５に張力を与えるテンシａ　ｙ　
Ｏ−２４６との間に張設した無端ベルトｍをしている。

このベルト４５はポリエデレンーテレアタレートフイル
ムなどの薄層絶縁体であシ透明あるいは不透明のもので
ある。そして前記ベルト４３は駆動ローラの回転によシ
矢示方向に回転駆動され、矢印方向へ移動通過して表示
画像覗き窓４１部に至シ停止又は通過する。

一方、４７はＹチー貯蔵部材、４Ｂは導電性磁性トナー
、４９はトナー担持体で内部に図示磁極を持つ磁石５５
．を有しておシ、この磁石は矢示５０方向へ回転してい
る。更に５２は信号電極であり駆動囲路５６に接続され
ており４９〜５６は本構成図においては前記第２図説明
の画像形成方法の適用できる像形成部を図示したもので
ある。但しここではトナー担持体を導電性のものとし対
向電極としても作用させている。５４は装置前面操作部
である。

上記駆動回路５５は、電子計算機等から出力される時系
列画素信号に対応した電圧印加スイッチング機能を有し
、前記信号電極５２に選択的に電圧信号を与えるもので
ある。

前記構成によりベルト４５はその回動過程においてこの
ベル）４！Ｉ内側に密接しである信号電極５２を通過す
ることにより、順次ベルト４５外面にこの信号電極５２
への信号電圧に対応したトナー像を形成し、このトナー
像を形成したベルト面は、表示画像覗き窓部４１迄移動
して一旦停止して窓４１部に画像表示がなされる。そし
て所定の時間経過後、又はベルト再回動を指示する釦操
作でベルト４′５は再回動し、このベルトは次の画像表
示に繰返し使用される。そして、記録部の構成は第４図
の如くなる。

ここで使用するベルト４６は、１０μ飄乃至５０μ飄の
絶縁性の高い樹脂フィル＾が最適であり、充分に機械的
強度の大きいものが良い。また、図示する信号電極５２
とここでは対向電極である像担持体４９との間の距離は
５０．ａｍ乃至５００声ｍ程度が最適である。

第７図の変形例は、前記第５図の婁零カ説明で述べた画
像形成方法を適用した像形成部を示し、トナー担持体４
９上に像担持体４５の輻方向に分割された信号電極５７
を配置し、像担持体を介して固定した対向電極５６を配
置しである。ところで第７図で挙げる様な対向電極５６
を用いるかわりに、像担持体４５の内側に対向電極とな
る導電性層を設け、冒−ラ４５を介して対向電極となる
この導電性層を接地しても良い。この場合においても信
号電極５７と対向電極５６との間の距離は５０．１ｍ乃
至５００μｍ程度が最適である。

次に前記第６図又は第７図の画像表示装置における像担
持体４５上のシナ−像を消去する方法を第８図によシ説
明する。

この像担持体４６上のトナーをこの像担持体面から除去
するときは、図の様に信号電極５２は接地し、同時にト
ナー担持体４９側も接地する。これによυトナー担持体
４９→導電トナー４８→絶縁性像担持体４５→信号電極
５２→スイッチ（接地）からなる回路において、前記像
担持体４３上に残留する電荷を有したトナー５Ｂは、こ
のトナー５８に接するトナー担持体４９上のトナー４８
と記録位置で接触する。その結果、信号電極５２には電
圧が印加されずに接地されておシ、同時に導電性トナー
は接地されたトナー担持体４９上にあるため、前記絶縁
性像担持体４６上のトナー中の正電荷は信号電極５２か
ら負電荷が消失すると同時に、担持体を介して消失する
。そして、この電荷の消失によシ担持体に対して保持力
を弱められた磁性トナー５８は、記録位置での磁力によ
りトナー担持体４９側に確実に回収され再使用される。

従って、本発明の知＜ｆａ担持体上のトナーを再使用す
る場合、トナー担持体４９側を接地とし、更に信号電極
５２側を同時に接地すやことが重要な要件となろう。こ
こで、第５図で述べた様にトナー担持体側に信号電極が
ある場合は、対向電極５１が接地にあるときは、信号電
極３０を接地にする。即ち、対向電極と記録電極を接地
すれば、トナー担持体上のトナーはクリーニング手段を
併むて 用しなくても、次の像形成の前り除去する二とが可能と
なる。

第２図以降図中に記される電源凡の極性は正逆どちらで
も良いことは明らかである。

以上水した像形成方法において使用しうる像担持体はた
とえばポリエチレン、ボリプ筒ピレン。

ポリエステル等の樹脂フィルムのように電荷保持能力の
ある適当に高抵抗のものであれば良く選択の自由度は大
きい。従って繰り返し使用するにあたり機械的強度の大
きいものを選ぶことが好ましい。また、この像担持体は
色調を自由に選ぶことができる。

また以上の画像表示装置においては、トナー像の書き込
みは電気信号を光に置換することなく直接電気の形で与
えるために高い精度を要する光学走査系を必要とするこ
となく、また、像担持体上のトナーを除去するためのク
リーニング器を特に設ける必要がないためトナーの無駄
な消費や不必要な機構を装置内に配設しなくて良い。

本発明の主旨は言いかえれば以上述べた画像表示手段の
特徴を熟慮して、その構成要素が第９図に示す様に非常
に簡易なものとなる。

次に前記表示装置の変形例を図面に従って説明する。第
１０図は前記像担持体上のトナー像を透過方式によυ読
取る構成を示す。図中、像担持体５９は透明な合成樹脂
フィルムより成シ、このフィルふの内側には螢光板６０
やプラスト板等の光を均一化する板があシ、更にその内
側に光源ランプ６１がある。上記構成により像担持体５
９上のトナー像は、暗部においても明確に読取ることが
可能となる。

第１１図は第１０図の透明な像担持体５９上のトナー像
を壁やスクリーン（−示せず）に投撮可能な表示装置を
示す。

図においてランプ６２と像担持体５９との間にある６６
はフレネルレンズで、２ンプ６２の光を像担持体間に集
中させるためにある。一方、像担持体５９の外側の６４
は同じくフレネルレンズで、像担持体５９上のトナー像
を結像させるためにある０ 前記構成により像担持体５９上の像を拡大して見た如、
又は複数の人で見ることができる。また、フレネルレン
ズ６４の焦点距離を選択し、２ング６２の光量を少なく
することで前記像担持体５９上の像を拡大して見ること
が可能となる。

勿論、前記第１０図と第１１図の装置においても、像形
成部な第５図の原理を応用したものに置換することがで
きる。

前記本発明においては現像剤として用いるものは、従来
の電子写“真流で用いられていた磁性導電性トナーの他
にも磁性で且つ導電性を有した微粉体であれば良い。例
えば、ブエライ）の粉体など使用できる。このトナーや
微粉体の条件としテハ、反射式で見るときは像担持体と
明度差があれば良いし、透過式で見るときは不透明であ
ったシ光を拡散するものであれば良い。また、信号電極
に印加する電圧も実施例の極性に限られず正（（１）で
も負（−）でも良い。

像担持体上の像を他の転写材に転写し、更にこの転写し
た像を定着する場合は、熱又は圧力で定着が可能な電子
写真法で用いているトナーの使用が有効である。

前記本発明によれば、電気信号を光に変換したｐｌまた
調整が面どうな光学手段を有さないため、簡易な構成で
画像表示手段を提供することが可能となる。更に、本発
明の表示装置は像担持体上の現像剤による像が容易に消
去できるため、クリーニング手段を別に設ける必要がな
く、次の像形成′Ｄ寸゛ と同時に前の偉を消去できるため、像担持体を極力短く
なり、小型化も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は表示装置の一例を示す装置断面図、第２図は本
発明に適用する像形成法を示す説明図、第３図は第２図
方法の画像形成原理を示す説明図、第４図は第２図方法
の実施態様を示す斜視図、第５図は本発明に適用する画
像形成法を示す説明図、第６図は本発明の一実施態様を
示す装置の断面図、第７図は本発明の変形例を示す部分
断面図、１ｇ８図は像消去の原理を示す説明図、第９図
は表示装置の主要部断面図、第１０図と第１１図は本発
明の他の実施例を示す断面図を示す。 図において、４！１は像担持体、４８は磁性導電トナー
、５２．５７は信号電極、４９．５６は対向電極を示す
。 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　導電性および磁性を有する現像剤と、内部に磁界発
   生手段を配設した導電性あるいは非導電性の表面を有す
   る現像剤担持体と、前記現像剤担持体と電気的に絶縁さ
   れ前記現像剤に電荷を供給しうる機能を有し前記現像剤
   相持体上に複数並列配置された記録用電極と、繰返し使
   用され電荷保持能力を持った像担持体と、前記記録用電
   極配置位置の像担持体を介した位置に対向配置した対向
   電極とを用い、前記磁界発生手段の磁力により前記記録
   用電極上に前記現像剤を搬送し、前記対向電極と前記記
   録用１１Ｌ極のうちの任意個数に選択的にバイアスを印
   加して現像剤を像担持体面に付着させて現像剤による像
   を形成し、この像を前記像担持体の回動経路中に設けた
   画像表示部に導き、これを表示することを特徴とする画
   像表示装置。 ２、導電性および磁性を有する現像剤と、内部に１ｉＩ
   ｉ界発生手段を配設した導電性あるいは非導電性の表面
   を有する現像剤担持体と、前記現像剤に電荷を供給しう
   る機能を有し前記現像剤担持体上に配置された対向電極
   と、繰返し使用され電荷保持能力を持ったｓＩ担持体と
   、前記対向電極位置の像担持体を介した位置に対向し複
   数並列配置した記録用電極とを用い、前記磁界発生手段
   の磁力により前記電極上に前記現像剤を搬送し、前記対
   向電極と記録電極のうちの任意個数に選択的にバイアス
   を印加して現像剤を像担持体面に付着させて現像剤によ
   る像を形成し、この像を前記像担持体の回動経路中に設
   けた画像表示部に導き、これを表示することを特徴とす
   る画像表示装置。