JPS60165669A - カラ−画像再生装置 - 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】 ［技術分野］ 本発明は、カラーディスプレイとアナログ型カラー複写
機とを一体的に構成したカラー画像再生装置に関するも
のである。

［従来技術］ 従来から、カラー画像信号を導入して、そのカラー画像
を再生記録する手段として、カラー用のインクジェット
プリンタなどが知られている。しかし、かかるインクジ
ェ・ントプリンタは機械的な構成が精雀かつ複雑であり
、また、動作原理１−その記録速度を速めることは困難
であるといった欠点を有している。

また、単にカラー画像を得る方法として、偏光フィルタ
を用いたカラー液晶表示が考えられるが、かかる表示を
実現するためには機械的な要素を多く必要とし、コスト
高を紹来するという欠点がある。

更に、カラー画像の再生を行う方法として、レーザな用
いた感光体への画像書き込みが考えられる。しかし、か
かる方法では、レーザ光を走査するためのポリコンミラ
ーなど複雑な機仔１的要素を必要とし、またポリゴンミ
ラーの駆動モータ制ｊ１１１を行うために所定の立ち−
１−り時間を要し、更に各原色の画像について適切な位
置あわせを行うことが困難であるなどの？に点を有して
いる。

［目　゛的］ 本発明の目的は、−１一連の点に１１み、液晶などを用
いたカラー画像表示装置とカラー複写機とを一体的に組
み合せて、高性能かつ汎用性あるカラー画像再生装置を
提供することにある。

かかる目的を達成するｔ−めに、本発明ではカラー画像
表示手段と該カラー画像の再生手段とを一体的に構成す
る。

［実　施　例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

まず、本発明の一実施例に用いる液晶表示機について一
般的な概説を行う。

一般的に、液晶とは分子の占める位置および分子軸の方
向が固体結晶に見られるような（三次元空間で）完全な
規則性をもつ状！ハ；と、通常の等方性静体に見られる
ような不規則な状態との中間状態を示す物質をいう。従
って、その様態として油体と同様に流動する性質を呈す
るが、方向によって光学的性質を１にし、結晶体に似た
性′（１を２１べす。こうした性質をある温度範囲にお
いてのみ示すもの（ＴＨＥＲＭＯＴＲＯＰ　ＩＣ液晶）
と、水あるいは有機溶媒との混合により示すもの（ＬＹ
ＯＴＲＯＰＩＣ液晶）とが知られている。表示デバイス
に関係のある液晶は前者であり、生体１ｉ１１織に関係
あるのが後者である。ここでは、前者の液晶（ＴＨＥＲ
ＭＯＴＲＯＰ　ＩＣ液晶）に関して述べる。

液晶としての性質を示す温度範囲は、その物質が固体で
ある温度と液体である温度との中間である。また、液晶
の性質を示す物質は、そのほとんどが有機物質である。

液晶分子は形状、誘電率、屈折率および誘電率に関して
異方性をもつ物質である。こうした物質に電界を加える
と、液晶分子軸の配列遷移、液晶分子のｌにわれを伴う
不安定現象が生ずる。これらが１６！因して、電界を加
えられた液晶の光学的性質が変化する。これは、一般に
液晶の電気光学効果と呼ばれている。

第１図は−上述の電気光学的効果を説明する図である。

すなわち、第１図は印加電圧と液晶分子配向を示す図で
あり、（Ａ）はｐ系液晶、（Ｂ）はｎ系液晶に関する説
明図である。また、本図中、２は液晶分子、Ｅは印加す
る電界の方向を示している。

液晶表ボ器を構成するために、具体的には、Ｉｎえ０（
または５ｎ０７のような透明導電膜の被覆を施した２枚
のガラス板に、液晶を１０数μｍの厚さで挟み込む（こ
れを液晶セルという）。そして、薄膜状態の液晶に対す
る光透過率、光偏光部の変化率などをもって光学的性質
を表わす。

液晶の主なる電界効果と１−で、下記の４つを上げるこ
とができる。

■　ツイストネマチック効果 ■　ゲストホスト効果 ■　電界制御複屈折効果 ■　相遷移効果 但し、ここでいう電界効果とは、液晶が電界にのみ応答
して生ずる効果をいう。以下に述べる本実施例では、ツ
イストネマチック効果型の液晶素子に関するものであり
、これについて簡単に述べる。

第２図は、ツイストネマチック効果型の液晶素子につい
て、その動作原理を説明した図である。

ここで、４は検光子、６は偏光子、８は電極、１０は液
晶セルを示す。また、同図（Ａ）は無電界時の不透明状
態を、同図（Ｂ）は電界印加時の透明状Ｙホを表わす。

すなわち、液晶分子軸をガラス電極面に平行に配列させ
る通常のホモジニアス配列とは異なり、同図（Ａ）に示
すように、一方のガラス電極面から他方のガラス面へ行
く間に偏光軸の軸方向が９０″ねじれている。また、電
極間隔は通常１０ｇｍであり、このとき偏光軸のねじれ
のピッチは４０ＩＬｆｆｌとなる。従って、コレステリ
ック液晶そのものの短いピッチとは異なり、０７視光の
波長（０，３８〜０．７８ｐｍ　）に比べて十分長くな
る。ここで使用する液晶分子はｐ型であり、分子軸方向
の誘電率は大きく、入射光は分子軸方向に沿って伝搬す
ることになる。このような液晶セル１０の前後に、−ｆ
Ｉ−いの偏光軸が平行となるよう、偏光子６および検光
子４を置く。

また、電界印加のないときには、入射光は液晶セルによ
りその偏光軸が９０６回転される。光が検光子４に入る
と、偏光軸が７ｆいに８０°の角度差を持つので、光は
検光子を通過しない。これにより、１余晶セルＩＯは不
透明に見える。他方、電界印加時には、偏光軸が一致す
ることから、液晶セルＩＯは透明となる。すなわち、第
２図（Ａ）　、（Ｂ）に示す構成により、黒地に白の像
が得られる。また、偏光子と検光子の偏光軸方向を直交
させておくことにより、白に黒の像が得られる。

第２図（Ｃ）は、１０舊ｍ厚の液晶セルにＩ　ＫＨ２の
電界を加えたとき、入射光の偏光軸が受けるねじれ角度
および透過する元部を承すグラフである。

すなわち、横軸は印加電圧（Ｖｒｉｓ）を、右の縦軸は
偏光軸回転角（度）を、左の縦軸は光透過率〔相対値〕
を示す。

以−ヒは所謂ねじれ型液晶のシャッタ効果について説明
したものであり、本実施例では、後述するようにかかる
液晶シャッタを用いてディスプレイを構成する。

第３図は、本発明の一実施例に用いる液晶シャッタセル
を示した平面図である。本実施例による液晶シャッタセ
ルは、画素密度を１８ベル（ｐｅ立）構成として１３２
．５Ｘ　８２．５　ｇ　ｍの大きさを有する。そして、
液晶セルの１−面には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の
フィルタを横方向に配列し、もってセルを３分割してい
る。これらフィルタの繰返しピッチは８５ｇｍであり、
各フィルタの境界領域には光シールド材（図中、斜線で
示す）を塗布しである。

既述のとおり、本実施例では高精細度な画質を得るため
に、画素密度を１６ペル（ｐｅｔ）としている。従って
、必要にＪ１１’−じて画素密度を下げることも可能で
ある。そして、第３図示の液晶セルを用いてＡ４版のデ
ィスプレイを作成する場合には、２１０　Ｘ　２９８　
Ｘ　１６Ｘ　３　＝　２，９８３．６８０　ド・ソト、
すなわち約３００万ドツｉ・を必要とする。かかる高密
度な画素構成も、今日の半導体技術をもってすれば十分
に可能である。

第４図は、別の液晶シャッタセル構成を示す。

本例は、第３図の如イライン状に並べたセル構成とは異
なり、ちどり状に各色素のセルを配列したものである。

第５図は、上述の液晶セルを反射型画像表示パネルとし
て使用した場合の概念図である。ここで、ＲＥＦは反射
板、　ＬＣＤは液晶セルを示す。

液晶セルを画像表示パネルとして使用する場合の構成例
について、以下に言及する。液晶素子の透過光強度（反
射型の場合は反射光強電をいう）は、印加電圧の実効値
に依存する。これは、第２図（Ｇ）に示したとおりであ
る。更に、透過光強度と印加電圧との関係を詳細に示す
と、第６図のようなグラフが得られる。

第６図に示すように、液晶への印加電圧を増加させてゆ
くと、ある闇値電圧ｖｔｈにおいて透過光（反射光）強
度が変化し始め、飽和電圧Ｖｓにおいてほぼ飽和状態を
呈するというのが一般的な特性である。すなわち、治病
の透過光強度（反射光）は、印加電圧がある閾値ｖｔｈ
を越えると変化し始め、飽和電圧ｖＳでほぼ飽和するこ
とから、テレビジョン画面のように動画を表示する場合
には、この立ち」ニリ特性が急激なほど望ましいことに
なる。

第７図は、液晶セルをマトリクス状に配列し、もってカ
ラー画像の表示をなすよう構成した一実施例である。本
図において、１２は複数の走査電極を、　ｖ＋はこの走
査電極１２に印加する電圧を、Ｉ４は複数の信号電極を
、　ｖ２はこの信号電極に印加する電圧を示している。

また、Ｒは青色フィルタを載置した液晶セル、Ｇは緑色
フィルタを載置した液晶セル、Ｂは青色フィルタを載置
した液晶セルを示しく第３図参照）、実際にはこれら液
晶セルを一枚の反射板−Ｆ（第５図のＲＥＦ参照）に配
列しておく。

１ 第７図から明らかなように、本実施例はマトリクス状の
電極構造を有しており、走査電極へは各色（Ｒ，Ｇ、Ｂ
）ごとにパルス電圧ｖ１　を逐次印加する。また、画像
の階調を表現するために、信号型８ｉ近辺に例示したパ
ルス電圧Ｖ２に見られる如く、四部は多数のパルスを、
暗部は少数のパルスを、そして中間調部には中間数のパ
ルスを供給している。かかる構成により、各原色（Ｒ，
Ｇ、Ｂ）ごとの画像が逐次表示されることになる。

また、後に詳述するように１、第７図示のディスプレイ
をアナログ型のカラー複写機と組み合せて使用する場合
には、Ｒ，Ｇ、Ｈの各画像をそれぞれ１回だけ表示する
よう印加すべき信号を制御すればよい。これに対し、本
ディスプレイを用いてカラー画像を視認する場合には、
走査電極に繰り返し走査信号を供給して、もってカラー
画像表示を（ＩＩる。

第８図は、カラー画像を得るための加色混合について例
示した概念図である。すなわち、加色混合を行うために
、液晶セルＢを閉じ、他の液晶セ２ ルＲおよびＧを開放し、もってＹ（イエロー）の再現を
例示したものである。各色素の画素は中間調表示も可能
であるから、このような加色混合によって三原色による
色再現が可能になる。なお、人の視覚は残光性を備えて
いるので、ト述の液晶セルＲおよびＢの開放は同時に行
うことなく、一定の繰り返し周＋１１１をもって順次に
開放しても同様の効果が得られる。かくして、カラー画
像を表示し得るカラー液晶パネルが構成される。

第９図は、液晶セルを駆動するための別実絶倒を示す。

本図において、１６はシリアル形式の各画像信号を導入
して一時記憶する３２ビツト　シフトレジスタ、１８は
シフトレジスタ１８の出力データに応じて各々の液晶セ
ルＲ，Ｇ、Ｂを付勢するためのドライバ、２０および２
１は液晶セルＲ，Ｇ、Ｈの特定ラインを選択するドライ
バである。

第１θ図は、第７図および第９図に示した液晶セルを制
御するためのカラー表示パネル用制御回路図である。こ
こで、２４は液晶素子群、２６および２８はドライバ、
３θは走査回路、３２は階調を表現するためにドライバ
に送出する画像信号のパルス数を制御する直並列変換回
路、３４はカラー画像信号３６を導入してドライバ２６
および２８．走査回路３０．直並列変換回路３２に各種
信号を供給する制御回路である。上述のカラー画像信号
３６は、原稿読み取り装置あるいはローカルエリアネッ
トワーク（いずれも図示せず）から得られるものである
。そして、Ｒ，Ｇ、Ｈの各色素信号に応じて対応する液
晶セルを付勢し、カラー画像の再生を行う。

第１１図は、本発明を適用したカラー画像再生装置の外
観構成例を示す。ここで、３日はアナログ型のカラー複
写機、４０はカラーディスプレイを兼ねた原稿押さえ板
である。本実施例では、ディスプレイ４０上に表示され
た各原色（Ｒ，Ｇ、Ｂ）の画像をカラー複写機３８に逐
次読み取らせ、もってカラー画像の再生を行うものであ
る。また、ディスプレイ４０は通常のコピーを行うとき
原稿押さえ板（圧板）として機能する。

カラー複写＃１３８はフルカラーの複写機である。

ユーザは、コンピュータまたは原稿読み取り装置（いず
れも図示せず）より送られてくるカラー画像信号をディ
スプレイにに表示させ、その画像を確認した後に画像の
ｌＴｔ生を開始させる。通常のカラー複写機では、原稿
をＲ，Ｇ、Ｂフィルターによって３原色に分解し、３回
の工程によってカラー複写プロセスを完Ｙするものであ
る。

第１２図は、フルカラーの複写プロセスを示す概念図で
ある。すなわち、Ｒ，Ｇ、Ｂフィルタによって色分解さ
れたそれぞれの原稿反射光を用い、露光および作像を行
い、もって色材の３原色であるＣ（シアン）１Ｍ（マゼ
ンタ）、Ｙ（イエロー）の３工程による現像を行う。換
言すれば、通常の単色アナログ複写における工程（帯電
、露光、現像、転写、除電、クリーニング）を３回繰り
返して行い、さらに感光体のクリーニングを目的として
アイドリング回転を１回行う。従って、感光体ドラムは
一度めカラー複写工程において４回転することになる。

第１２図において、５１は原稿台であり、この１−に通
常の原稿が置かれる。この原稿は、原稿押さえ５ 根（図示せず）によって密着される。先にも述べた如く
、本発明を実施する場合には、原稿押さえ板とディスプ
レイとを兼用するのが好適である。

通常のカラーコピーを行う場合、このディスプレイは通
常の押さえ板の如く光を反射するよう、液晶セルシャッ
タをオープンの状態にしておく。

また、既述の液晶セルはＲ，Ｇ、Ｂフィルタを備えた３
ドツ）・より構成されているが、本発明を実施するため
には第１３に示す如＜　、　Ｒ，Ｇ、Ｂの各セルの他に
液晶そのものを露出させた透明のセルＴを含む４セルを
一構成ｒＪ１位としてもよい。

このようにすることにより、単色の画像を形成する際に
も、現像器（ブラックＢＬ）を１個追加すればよいこと
になる。

更に、５２は光源であり、原稿によって反射された光線
はミラー５３，５４．５５およびレンズ５７を介してミ
ラー５６に入射する。次に、その光線はＲ，Ｇ、Ｂフィ
ルタ５８を通過して感光体ドラム５θ、１−に結像され
る。

木複′ＪＩ機は拡大、縮小を行うための変倍機能を６ 備えており、パルスモータ−（図示せず）によってレン
ズ５７を移動させている。

また、フィルタ５８はＲ，Ｇ、Ｂ構成を有しており、そ
れぞれの作像時において所定の色フィルタを介在させる
ようになっている。しかし、本発明に係るカラー画像再
生装置においては、予めＲ，Ｇ、Ｂの各画像を分離して
逐次表示することができるので、このフィルタ５８を除
去することができる。すなわち、ユーザに対するフルカ
ラーディスプレイが終了した後に、各色素ごとの画像メ
モリ（第１４図において述べる）から各画像を読み出し
て順次に表示し、もってＲ（赤）→Ｃ（シアン）、Ｇ（
緑）→Ｍ（マゼンタ）、Ｂ（青）→Ｙ（イエロー）への
各現像を行ってゆけば良いことになる。

６０はＹ現像器、８１はＭ現像器、６２はＣ現像器。

６４は帯電コロナ発生器、５５は除電コロナ発生器。

７４はブランク（除１４ｔ、）ランプである。

第１１図示のカラーディスプレイ４ｏを用いてＲ信号に
よるディスプレイが行われ、ドラム面」：に作像がなさ
れた場合には、Ｃ現像器が付勢され、現像ローラが回転
され、Ｃ（シアン）画像が現像される。また、給紙カセ
ット６８にある転写紙は給紙ローラ７０によって給紙さ
れ、レジストローラ７１の位１ｔにて待機させられる。

そして、所定のタイミングにより（像合せのため）レジ
ストローラ７１が回転される。転写ドラム６３のクラン
パに紙の先端が挟み込すれると、転写ドラム６３に転写
紙が巻き付き、これにより矢印の方向に回転して感光体
ドラム面Ｊ―の像が転写される。そのために、転りｊチ
ャージャ８８がイリ勢される。

６７は除電コロナ発生器であり、転写ドラムおよび紙の
除電を行う。８８はプリ帯電コロナ発生器であり、転写
紙をマイラードラム４に密着させるために用いる。

このようにして、Ｙ、Ｍ、Ｃの各画像につき３回の転写
を行った後、クランパを外して転写紙を定着ヒータ７２
に通し、次いで排紙ストッカ７３に送出する。

Ｊ−述した３回の工程を終了した後、感光体および転写
用マイラードラムをアイドリング回転（１回転）させて
クリーニングを行う。そして、次の複写工程に備える。

既に述べたとおり、本発明を実施するに際しては色分解
フィルタを除去し、Ｒ，Ｇ、Ｂ信号による画像を逐次デ
ィスプレイし、３回の丁１，４によってフルカラー像の
合成を行う。当然のことながら。

ユーザ選択によって、赤、緑、青、白黒のうちいずれか
単色による画像再生も可能である。すなわち、ユーザは
画像再生を開始する前に選択キー（図示せず）によりモ
ノカラー、白黒またはフルカラーの選択を行い、プリン
トを行う。ここで、白黒のディスプレー像の再生を行う
場合には、第１３図示の透明セルＴを付勢すればよい。

なお、Ｙ、Ｍ、Ｃの３色を合成して黒色を再生すること
は難しいので、第１２図においてＢＬ　（ブラック）の
現像器を別個に設けるのが好適である。

第１４図は、本発明に係るカラー画像再生装置のシステ
ム構成例を示す。画像信号は、ローカルエルアネットワ
ークＬＡＮまたは標準的なインタ９ フェースパヌ（ＣＰＩＢなど）８０を介して導入される
。そして、Ｒ，Ｇ、Ｂに色分解された色信号（中間調画
像も含む）は、それそえ画像メモリ８２，８４．８８に
格納される。そして、ユーザの撰釈に基づき、ディスプ
レイ８０−１−にフルカラーもしくは単色で表示がなさ
れる。次にコピーモードに移り、色分解された画像信号
により各色ごとの画像が形成され、もってフルカラーの
画像が再現される。

また、通常のコピーモードを実行する場合は、ディスプ
レイ９０を原稿の押さえ板として働かせるために、液晶
セルＴ（第１３図参照）により光を反射させる。なお、
第１４図において、画像信号はそれぞれ画像メモリ８２
．８４．８８に貯えられるよう構成されているが、高価
な画像メモリを備えることなく、外部の端末またはリー
グから画像信号の供給を逐次受けるよう構成することも
可能である。

なお、ディスプレイ８０を用いない場合には、シーケン
ス＆グラフィックコントローラ８日の働きにより、Ｒ，
Ｇ、Ｂ信号を逐次供給してもらうよう外部機器（図示せ
ず）に対してリクエスト信号を発０ することも可能である。

更に、中間調画像を表現する方法として、第７図におい
ては信号電極１４に印加するパルス数を変化させていた
が、かかる信号電極１４には一定周期の連続パルスを印
加し、目つ走査電Ｎ１２に印加するパルスのデユーティ
サイクルを変化させ、もって明部、中間調、暗部を表す
ことも可能である。

［効　果］ 以上説明したとおり、本発明によれば、液晶セルなどを
用いてディスプレイを形成し、もってフルカラー、モノ
カラー若しくは白黒の画像表示を可能にすると共に、そ
の表示画像を再生し得るようにしたカラー画像再生装置
を得ることができるので、表示セグメントの微小化によ
る高精細画像の実現および多機能（例えば、通常のカラ
ー複写機あるいはカラーディスプレイのみとしての用途
）を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）および（Ｂ）は印加電圧と液晶分子配向と
の関係を説明する図、 第２図（Ａ）ないしくＣ）はツイストネマチック効果型
の液晶素子について説明する図、 第３図および第４図は本発明の一実施例に用いる液晶シ
ャッタセルの配列を示す平面図、第５図は反射型表示の
概念を説明する図、第６図は液晶への印加電圧と透過（
反射）光強度との関係を示す線図、 第７図および第８図は、それぞれ、本発明の一実施例に
用いるカラー画像ディスプレイの構成図、 第９図は加色混合の原理を示す概念図、第１θ図は本発
明に係るカラー画像ディスプレイの一般的構成図、 第１１図は本発明を適用したカラー画像再生装置の外観
構成図、 第１２図はフルカラーの複写プロセスを示す概念図、 第１３図は４個のセルから成る画素構成を示す図、 第１４図は本発明に係るカラー画像再生装置のシステム
構成図である。 ２・・・！？＆品分子、 ８・・・電極、 ｌＯ・・・液晶セル、 ＲＥＦ・・・反射板、 ＬＣＤ・・・液晶セル、 １２・・・走査’１（ｆｆｉ　８ｉ、 １４・・・信号゛を電極、 １６・・・シフＩ・レジスタ、 １８．２ｏ、２２・・・ドライバ、 ２４・・・液晶素子群、 ２６．２８・・・ドライバ、 ３４・・・制御回路、 ３６・・・カラー画像信号、 ３８・・・カラー複写機、 ４０・・・ディスプレイ兼用の原稿押さえ板、８日・・
・シーケンス＆グラフィック コントローラ、 ３ ８０・・・グラフィックディスプレイ◇特許出願人　キ
ャノン株式会社 ４ 第１図 （Ａ）　（！１） 第２図 （Ａ）　（Ｂ） 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ）　カラー画像表示手段と該カラー画像の１１ｆ生手
   段とを一体的に構成したことを特徴とするカラー画像再
   生装置。 ２）液晶セルと３色の色フィルタとを用いて前記カラー
   画像表示手段を４８成したことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のカラー画像再生装置。 ３）前記カラー画像再生手段として、アナログ型カラー
   複写機を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のカラー画像再生装置。 ４）　前記カラー複写機の原稿押さえ板と前記カラー画
   像表示手段とを兼用するようにしたことを特徴とする特
   許請求の範囲第３項記載のカラー画像再生装置。 ５）白色の発光素子を前記カラー画像表示手段に内蔵し
   、前記カラー複写機のみを作動させる場合には該白色発
   光素子を付勢するようにしたことを特徴とする特許請求
   の範囲第４項記載のカラー画像再生装置。 （以下、余白）