JPWO2007094070A1 - 放電電極付き記録媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
電子写真方式が一様帯電+露光という2工程で、一様帯電した感光体上の露光した部分の電荷を逃がすことで、静電潜像担持体としての感光体上に静電潜像を形成するのに対し、イオン照射方式では、イオン生成可能な雰囲気中(大気中等)においては、放電電極からの電子の放出により発生するイオンの照射による選択的帯電(静電潜像形成帯電)のみで静電潜像担持体(絶縁体であれば良いので、必ずしも感光体である必要はない)上に静電潜像の形成を完了できるので、より簡素化された静電潜像形成方式である。
また、(特許文献2)には、水平プリンタ対応型のイオン照射型印字ヘッドの具体的な形状及びそれを備えた画像形成装置が開示されている。
特に、(特許文献1)や(特許文献2)に示す加熱放電方式は、放電電極に印加しただけでは放電が発生せず加熱することにより放電が発生する電圧(放電制御電圧)を印加した状態で、放電電極への加熱の有無を制御することにより、放電の有無を制御してイオンの発生制御を行うものであり、放電電極に印加する電圧の制御が不要である。その結果、発熱抵抗体等による加熱の制御に使用する5V駆動のような低耐電圧対応のドライバICで放電の発生を制御することができ、放電の制御の観点からは最も優れた制御方式であると言える。
また、放電電極に放電制御電圧が直接、印加されていることにより、加熱によって多量のイオンを発生させることができるため、一般的にデジタルペーパと称される静電現像方式の記録媒体を選択的に帯電させて非接触で画像の書き込みを行うには、現在考え得る最適な印字ヘッドである。
因に、現時点におけるデジタルペーパとしては、微小なボールを二色(例えば白黒)に色分けし、各色の電気特性の違いによりボールを回転して任意の一色を表示するツイストボール方式、微小なボール中に二色(例えば白黒)の微粉末を混入し、各色の微粉末が持つ電気特性の違いにより一色のみを浮上させて表示する電気泳動方式、液晶板あるいは微小な液晶ブロックの液晶シャッターを開閉して、シャッターを開けた部分の背景色を表示する液晶方式等がある。
(1)(特許文献1)、(特許文献2)の加熱放電型印字ヘッドを備えた画像形成装置は、前述のように放電の制御が容易で静電現像方式の記録媒体に非接触で書き込むには最適なものであるが、加熱放電型印字ヘッドと記録媒体を相対的に移動させながら書き込みを行うので、高画質化、カラー化を図るためには、加熱放電型印字ヘッドと記録媒体との位置合わせやイオン照射のタイミング等の制御に高い精度が要求され、高画質化、カラー化が困難で、静電現像方式の記録媒体の普及における課題となっていた。
(2)また、加熱放電型印字ヘッドの放電電極は表面が露出しているため粉塵等で汚れ易く、経時的に放電発生の安定性が低下し、画像品質の劣化が発生し易くなるという課題を有していた。
(3)さらに、電界によって画像を形成する従来の静電現像方式の記録媒体では、帯電した人などが触れるとその電荷の作用により経時的に画像の乱れが発生してしまい画像を継続的に表示する際の画像品質の信頼性に欠け、短期間で画像の書き換えを行うものに用途が限定され、汎用性に欠けるという課題を有していた。
以上のような観点から、環境の変化などの影響を受け難く、長期に渡って表示画像を維持することが可能な画像品質の安定性に優れた記録媒体の開発が強く要望されていた。
本発明の請求項1に記載の記録媒体は、電荷の作用により書き込みや消去が可能な媒体本体と、前記媒体本体の一方の面側に配設された放電電極と、を備えた構成を有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
(1)媒体本体の一方の面側に放電電極が配設されていることにより、放電電極の表面(電子放出部位)が粉塵等で汚れることがなく、放電電極の長寿命性及び放電発生の安定性に優れると共に、放電電極や媒体本体などの不具合により画像品質の劣化が発生した場合には、媒体本体と一緒に放電電極を廃棄、交換することにより常に画像の品質を一定に保つことができ、画像品質の信頼性に優れる。
(2)放電電極と媒体本体が一体に形成されているので、放電に伴って放電電極から放出された電子やイオンを媒体本体の記録面の所望の位置に確実に照射することができ、その電荷の作用により高品質な画像を形成することが可能でカラー化を容易に行うことができる。
これらの表示層に、加法混色法における三原色(R,G,B)を持つカラーフィルタや減法混色法における三原色(Y,M,C)を持つ反射層を組み合わせることによりカラー表示を行うことができる。また、カラーフィルタを組み合わせる代わりに、減法混色法における三原色(Y,M,C)等に着色したツイストボールや微粒子等の画像表示材料を表示原色の色毎に配列してカラー表示を行うこともできる。また、1枚の媒体本体を複数の領域に分割し、領域毎に異なる色を表示するようにしてもよい。
放電電極と、媒体本体の放電電極が配設された面と反対の面側に形成或いは接触又は近接して配設された対向電極と、の間に放電制御電圧に相当する電位差を設定して電界を形成し、発熱抵抗体やレーザ照射部等を備えた加熱手段により放電電極を選択的に加熱することで放電電極と対向電極との間で放電を発生させることができ、電界によって放電電極から放出させた電子やイオンを媒体本体の記録面に移動させ、電荷を付与して静電潜像を形成し、画像を表示させることができる。
放電制御電圧とは、その電位差だけでは放電電極と対向電極との間で放電は起こらないが、放電電極を加熱することにより放電が起こる電圧域を言う。また、ここでの放電とは放電電極から電子が放出されることを言う。放電電極と媒体本体が離間して形成された放電空間が、大気等のイオン生成可能な雰囲気である場合には、放出された電子が酸素や窒素をイオン化し、それらを媒体本体の記録面に到達させる。
放電電極の形状としては、複数の電子放出部位を有する長方形状や正方形状等の一枚の平板状に形成する以外に、例えば複数の電子放出部位の一端部を共通電極で接続して櫛型に形成したり、複数の電子放出部位の両端部を共通電極で接続して梯子型等に形成したりできる(例えば、特開2003−326756号、WO2005/056297参照)。
電子放出部位の近傍に共通電極を設けることで、放電電極の放熱面積の拡大及び、熱容量の増大により、放電電極の冷却効果、加熱停止に対する応答性が向上し、また、抵抗値の低減により常に安定した電圧を印加できるので、放電の安定性等を更に向上させることができる。
尚、長方形状や正方形状等の平板状に形成した放電電極では、加熱手段により選択的に加熱され電子が放出される電子放出部位以外が共通電極となる。
放電電極の端部を分割したり周縁部に凹凸部を形成したりする代りに、電子放出部位(加熱位置)の近傍に放電孔部を形成してもよい。これにより、放電孔部の縁周辺から電子を効率的に放出させることができ、放電電極の端部を分割するのと同様の作用を得ることができる。放電孔部の形状は、略円形、略楕円形、四角形や六角形等の多角形、星形など様々な形状に形成することができる。また、電子放出部位(加熱位置近傍)の1箇所当たりの放電孔部の数及び大きさは適宜選択して組合せることができる。尚、放電電極の凹凸部や放電孔部は前述のエッチングやレーザ加工等により形成することができる。
放電電極の厚さは材質にもよるが、金で形成する場合の厚さは0.1μm〜100μmが好ましい。放電電極の厚さが0.1μmより薄くなるにつれ摩耗の影響を受け易く放電電極の寿命が短くなる傾向があり、100μmより厚くなるにつれ熱容量が増加し加熱のオン/オフに対する応答性が低下し易くなる傾向があり、いずれも好ましくない。放電電極の厚さを100μm以下にすることで、加熱状態から急速に復帰させることができ、印字速度を高速化することができる。
また、加熱手段として従来の感熱式のファクシミリに使用されるサーマルプリントヘッドと同様の構成を用いることもできる。具体的には、発熱抵抗体と電気的に接続されたドライバICで発熱抵抗体の発熱を制御するものである。
この記録媒体は、前述のように放電電極と対向電極との間に放電制御電圧に相当する電位差を設定しておき、放電電極を選択的に加熱することにより放電を発生させ、画像を形成することができる。よって、放電制御電圧に相当する電圧を全て放電電極側に印加し、対向電極を接地するようにしてもよいし、放電制御電圧に相当する電圧の一部を対向電極側に印加するようにしてもよい。尚、対向電極への接地や電圧印加は選択的に行ってもよい。
この対向電極及び/又は放電電極をカラーフィルタ若しくは着色されたツイストボールや微粒子の表示原色の配置に対応させて分割して形成した場合、対向電極及び/又は放電電極を媒体本体のカラー表示の表示原色の色単位で選択することができるので、画像情報を色単位に分割して画像を形成することができ、色ずれを確実に防止して高品質なカラー画像を得ることができる。
この構成により、請求項1の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)媒体本体と放電電極との間にスペーサを備えることにより、媒体本体と放電電極とを離間させ放電空間を形成することができ、放電電極から放出された電子が放電空間内の空気中を移動する間に多量のイオンを発生させ、媒体本体の記録面に効率的に電荷を付与して静電潜像を形成し、画像を表示させることができる。
この構成により、請求項1又は2の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)媒体本体を挟むように放電電極と対向電極が対向して配設されているので、放電電極と対向電極の間に放電制御電圧に相当する電位差を設定して電界を形成した状態で放電に備えることができ、高電圧となる放電制御電圧を直接制御する必要がなく、発熱抵抗体やレーザ照射部等を備えた加熱手段により放電電極を選択的に加熱することで放電電極と対向電極との間で放電を発生させることができ、電界によって放電電極から放出させた電子やイオンを媒体本体の記録面に移動させ、電荷を付与して静電潜像を形成し、画像を表示させることができる。
(2)媒体本体の表裏が放電電極と対向電極により挟まれているので、画像形成後に外部からの電界の影響を受けることがなく、画像が経時的に変化することを防止でき、長期に渡って表示画像を維持することが可能で画像品質の安定性に優れる。
尚、対向電極の配設は段落〔0014〕の欄に記載した方法で行われる。
この構成により、請求項1乃至3の内いずれか1項の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)放電電極に覆設された放電電極保護層を有するので、電圧が印加される放電電極と加熱手段の発熱抵抗体とを確実に絶縁することができると共に、発熱抵抗体と放電電極保護層を密着させて発熱抵抗体の発する熱を効率的に放電電極に伝達することができ、発熱した発熱抵抗体に対応する放電電極の任意の位置(電子放出部位)を加熱して放電を発生させることができる。
(2)放電電極と共に放電電極を選択的に加熱するための加熱手段が、媒体本体と一体に形成されているので、電子やイオンの照射位置精度を向上させることができ、高精細な画像を形成することができる。
また、発熱抵抗体としては、TaSiO2、RuO2等が好適に用いられる。尚、発熱抵抗体に発熱部保護層を覆設することにより、発熱抵抗体の破損を確実に防止することができると共に、発熱抵抗体に直接、手が触れることを防止でき、取り扱い性、安全性に優れる。発熱部保護層の材質としては、前述の放電電極保護層と同様のものやSiON,SiO2等が好適に用いられる。
この構成により、請求項1乃至3の内いずれか1項の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)放電電極の媒体本体側と反対側の表面に形成又は配設若しくは塗設された熱吸収層を有するので、レーザ照射部や赤外線照射部等を備えた加熱手段により発せられる熱を熱吸収層で吸収して確実に放電電極に伝達することができ、加熱の効率性に優れる。
ここで、熱吸収層は、例えば黒色の塗料、クロムメッキ等により形成することができる。また、放電電極に直接、熱吸収層を形成若しくは塗設する代わりに、黒色に着色したフィルムやクロムメッキを施したガラス等で形成した熱吸収層を放電電極に積層してもよい。
この構成により、請求項3乃至5の内いずれか1項の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)対向電極が、媒体本体の表示画素の画素単位で分割されて形成されている場合、放電電極の電子放出部位の実装密度が媒体本体の解像度(画素)よりも粗い場合でも、電子放出部位から放出された電子やイオンを記録面の所望の位置に精度良く照射することができ、媒体本体を画像情報に基づいて選択的に帯電させることができ、画像の高品質性に優れる。
(2)対向電極が、媒体本体の表示画素の行単位或いは列単位で分割されて形成されている場合、対向電極を行単位或いは列単位で選択し、放電電極と対向電極との間に選択的に放電制御電圧に相当する電位差を設定して電界を形成することができ、選択された対向電極と重なる放電電極上の任意の位置(電子放出部位)を加熱することにより、画素単位で放電の発生を制御することができ、画像の高品質性に優れる。
この構成により、請求項6の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)対向電極が、媒体本体の表示原色の色単位に分割されて形成されているので、色単位で選択された対向電極と放電電極との間に放電制御電圧に相当する電位差を設定して電界を形成することができ、選択された対向電極に対応する放電電極の任意の電子放出部位を画像情報に基づいて選択的に加熱することにより、選択された放電電極と対向電極との間で放電を発生させることができ、放電に伴って放出された電子やイオンを記録面の所望の位置に照射して電荷の作用で静電潜像を形成して画像を表示することができ、色ずれを確実に防止して高品質なカラー画像を得ることができる。
ここで、対向電極は縞模様状に配置されたカラーフィルタや画像表示材料の各々の表示原色に対応させて短冊状に形成することが好ましい。これにより、対向電極を色単位で簡便に選択制御することができ取り扱い性に優れる。
この構成により、請求項1乃至7の内いずれか1項の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)放電電極が、媒体本体の表示原色の色単位に分割されて形成されているので、色単位で選択された放電電極とそれに対向する対向電極との間に放電制御電圧に相当する電位差を設定して電界を形成することができ、選択された放電電極の任意の電子放出部位を画像情報に基づいて選択的に加熱することにより、選択された放電電極と対向電極との間で放電を発生させることができ、放電に伴って放出された電子やイオンを記録面の所望の位置に照射して電荷の作用で静電潜像を形成して画像を表示することができ、色ずれを確実に防止して高品質なカラー画像を得ることができる。
ここで、対向電極は媒体本体の全面に渡って共通の長方形状や正方形状等の一枚の平板状に形成してもよいし、媒体本体の表示画素の各行或いは各列に対応した短冊状や各画素に対応したマトリックス状等に形成してもよい。
この構成により、請求項1乃至8の内いずれか1項の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)複数の表示原色が縞模様状に配置されたカラーフィルタを媒体本体に積層することにより、透過光によって簡便にカラー画像を表示することができ、生産性、取扱い性に優れる。
カラーフィルタは光を透過してカラー表示することができればよいので、媒体本体の表示層の裏面に配置してもよいし、表示層の上面(記録面)側に配置してもよい。また、ITO等の透明な対向電極の下面に配置してもよい。
この構成により、請求項1乃至8の内いずれか1項の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)複数の表示原色の内のいずれか一色を選択的に表示可能な画像表示材料が、媒体本体に表示原色の色毎に縞模様状に配置されているので、反射光によって簡便にカラー画像を表示することができ、生産性、取扱い性に優れる。
請求項1に記載の発明によれば、以下のような効果を有する。
(1)放電電極と媒体本体を一体に形成することにより、記録面と対向する放電電極の表面(電子放出部位)を粉塵等から保護し、放電電極の長寿命性及び放電発生の安定性を向上させることができ、放電電極や媒体本体などに不具合が発生した場合には、媒体本体と一緒に放電電極を廃棄、交換することにより画像品質の劣化を確実に防止することができる画像品質の信頼性に優れた記録媒体を提供することができる。
(1)放電電極から放出された電子が、媒体本体と放電電極との間に形成された放電空間内の空気中を移動する間に多量のイオンを発生させることができ、それらの電荷の作用により媒体本体に効率的に画像を形成することができる省エネルギー性に優れた記録媒体を提供することができる。
(1)媒体本体の両面を対向電極と放電電極で挟むことにより、画像形成後に外部からの電界が媒体本体の表示層に影響することがなく、環境の変化や静電気等により画像が経時的に変化することを防止して長期に渡って表示画像を維持することが可能な画像品質の安定性に優れた記録媒体を提供することができる。
(1)放電電極に対して予め位置決め固定された加熱手段を有するので、画像形成時に位置合わせを行うことなく所望の位置に確実に電子やイオンを照射して高精細な画像を形成することができる画像の高品質性に優れた記録媒体を提供することができる。
(1)放電電極の媒体本体側と反対側の表面に熱吸収層が形成又は配設若しくは塗設されているので、加熱手段のレーザ照射部や赤外線照射部等から発せられる熱を熱吸収層で吸収し、効率的に放電電極を加熱することができ、電子放出部位から放出される電子やイオンの量を増加させて鮮明な画像を形成することができる高品質で信頼性に優れた記録媒体を提供することができる。
(1)表示画素の画素単位若しくは行単位或いは列単位に分割されて形成された対向電極を有することにより、記録面の所望の位置(画素)に対応した放電電極との間で選択的に電子を放出させて放電を発生させることができ、電子やイオンを精度良く照射して媒体本体を画像情報に基づいて確実に帯電させることができる画像の高品質性に優れた記録媒体を提供することができる。
(1)対向電極が媒体本体の表示原色の色単位に分割されて形成されていることにより、画像情報を色単位に分割して画像を形成することができ、色ずれを確実に防止して高品質なカラー画像を得ることができる信頼性に優れた記録媒体を提供することができる。
(1)放電電極が媒体本体の表示原色の色単位に分割されて形成されていることにより、画像情報を色単位に分割して画像を形成することができ、色ずれを確実に防止して高品質なカラー画像を得ることができる信頼性に優れた記録媒体を提供することができる。
(1)媒体本体に積層されたカラーフィルタにより、透過光を利用して簡便にカラー画像を表示することができる生産性、取扱い性に優れた記録媒体を提供することができる。
(1)着色された画像表示材料を媒体本体に封入することにより、カラーフィルタを用いることなく、反射光を利用して簡便にカラー画像を表示することができる構造が簡素で生産性、取扱い性に優れた記録媒体を提供することができる。
2 基板
3,3e 対向電極
3a 色分割電極
3b 絶縁膜
3c 接続用開口部
3d 色選択電極
4,4a 媒体本体
5 カラーフィルタ
6,6a 表示層
6b 画像表示材料
7 スペーサ
8,8a 放電電極
9 電子放出部位
10 熱吸収層
11 放電電極保護層
12a 発熱抵抗体
12bドライバIC
13 発熱部保護層
15,15a 加熱手段
20,20a,20b 電位差設定部
21,21a、21b 媒体側電圧制御部
22 放電電極側電圧印加部
25 搬送ローラ
本発明の実施の形態1における記録媒体について、以下図面を参照しながら説明する。
図1は実施の形態1における記録媒体を用いた画像形成方法を示す要部断面模式斜視図である。
図1中、1は本発明の実施の形態1における記録媒体、2はPET等のフィルム状の合成樹脂やガラス等で形成された記録媒体1の透明な基板、3は後述する媒体本体4の表示画素の各行に対応させてITO等で短冊状に形成され後述する放電電極8と対向して配設された記録媒体1の透明な対向電極、4は記録媒体1の媒体本体、5は媒体本体4のカラーフィルタ、6はネマティック液晶やスメクティック液晶等のシャッター機能を有する液晶材料を用いた液晶方式や白色又は黒色を選択的に表示可能なツイストボール方式,電気泳動方式,粉体移動方式等の画像表示材料が封入された媒体本体4の表示層、7はフォトレジスト等により媒体本体4の上面に突設して形成されたスペーサ、7aは媒体本体4と放電電極8との間に形成された放電空間、8はスペーサ7上に渡設された放電電極、9は放電電極8の電子放出部位、10は放電電極8の表面にカーボン等を含有する黒色の塗料を塗布したり、クロムを蒸着したりして形成した熱吸収層、11は熱吸収層10を介して放電電極8に覆設された放電電極保護層、15は記録媒体1と離間して配設され放電電極8を選択的に加熱するレーザ照射部や赤外線照射部などを備えた画像形成装置の加熱手段、20は対向電極3と放電電極8との間に放電制御電圧に相当する電位差を設定して電界を形成する画像形成装置の電位差設定部、21は画像情報に基づいて記録媒体1の対向電極3に選択的な接地を行う電位差設定部20の媒体側電圧制御部、22は放電電極8に電圧を印加する電位差設定部20の放電電極側電圧印加部である。
図2は実施の形態1における記録媒体のカラーフィルタを示す模式平面図であり、図3は実施の形態1における記録媒体の対向電極を示す模式平面図である。
図2に示すように、カラーフィルタ5には、媒体本体4の表示原色として加法混色法における三原色(R,G,B)が縞模様状に繰り返し配置されている。
図3中、3aはカラーフィルタ5に縞模様状に繰り返し配置された3色の表示原色(R,G,B)に対応して配置された対向電極3の色分割電極、3bは色分割電極3aにアラミドやポリイミド等の合成樹脂をコーティングして形成した絶縁膜、3cは同色の色分割電極3a同士を後述する色選択電極3dで接続するために絶縁膜3bに形成された接続用開口部、3dは同色の色分割電極3a同士を接続して色分割電極3aを色単位で選択するための対向電極3の色選択電極である。
媒体本体4は、カラーフィルタ5と表示層6を組み合わせることにより、透過光を利用してカラー表示を行う。本実施の形態では、カラーフィルタ5が加法混色法における三原色(R,G,B)を備えることにより、フルカラー表示を行うことができるが、カラー表示の表示原色は二色以上であればよく、色の組合せも適宜、選択することができる。一つの画素を表示原色の数に応じて複数のサブ画素に分割し、各々のサブ画素に表示原色を縞模様状に配置することでカラー化に対応できる。
尚、カラーフィルタ5は光を透過してカラー表示することができればよいので、表示層6の裏面に限らず、表示層6の上面(記録面)側に配置してもよい。また、ITO等の透明な対向電極3の下面に配置してもよい。
放電電極保護層11の材質としては、絶縁性及び加熱手段15による加熱に耐える耐熱性を有すると共に、加熱手段15が発する熱を放電電極8に伝達できる熱伝達性を有するものが好ましく、ガラスやポリイミド,芳香族ポリアミド,ポリフェニレンオキシド,ポリベンズイミダゾール,ボリフェニルキノキサリン,ポリアリレート,ポリエーテルイミド,ポリエーテルスルフォン,ポリフェニレンサルファイド,ポリエーテルエーテルケトン,アラミド等の合成樹脂等が好適に用いられる。
図1に示すように、まず、電位差設定工程の放電電極側電圧印加工程において、電位差設定部20の放電電極側電圧印加部22により放電電極8に放電制御電圧を印加する。
続いて、電位差設定工程の媒体側電圧制御工程において、電位差設定部20の媒体側電圧制御部21により媒体本体4のカラー表示の表示原色(R,G,B)の色単位で対向電極3を選択し接地する(ここでは一番手前を選択)。
次に、放電電極加熱工程において、選択された色を表示すべき画素に対応する位置にある放電電極8の電子放出部位9を加熱手段15により選択的に加熱する。このとき、一画素の内の選択された色に対応した対向電極3(一番手前)のみが接地されているので、加熱手段15により加熱された放電電極8の電子放出部位9とそれに対向する一番手前の対向電極3との間のみで放電が発生し、接地されていない他の色に対応した対向電極3と放電電極8との間では放電は発生しない。これにより、一番手前の対向電極3上のサブ画素の位置には、放電に伴って発生した電子やイオンの電荷の作用により、静電潜像が形成され画像が表示されるが、他の対向電極3上には静電潜像は形成されず、画像は表示されない。また、放電電極8の内、加熱手段15により加熱されていない部分の電子放出部位9と、それに対向する部分の対向電極3との間でも放電は発生しない。
以上の動作を表示原色の色単位で繰り返し、カラー画像を形成する。
尚、本実施の形態においては、媒体側電圧制御工程の後工程として放電電極加熱工程を行ったが、媒体側電圧制御工程と放電電極加熱工程を同時に行ってもよい。
また、放電電極側電圧印加工程において、放電電極側電圧印加部22で放電制御電圧に相当する電圧を全て放電電極8のみに印加し、媒体側電圧制御工程において、媒体側電圧制御部21で対向電極3を選択的に接地する代わりに、放電電極側電圧印加工程において、放電制御電圧に相当する電圧の一部を除いて放電電極8に印加し、媒体側電圧制御工程において、残りの一部の電圧を対向電極3に選択的に印加するようにしてもよい。
(1)媒体本体4を挟むように対向電極3と放電電極8が配設されているので、対向電極3と放電電極8の間に放電制御電圧に相当する電位差を設定して電界を形成した状態で放電に備えることができ、高電圧となる放電制御電圧を直接制御する必要がなく、レーザ照射部等を備えた加熱手段15により放電電極8を選択的に加熱することで放電電極8と対向電極3との間で放電を発生させることができ、電界によって放電電極8の電子放出部位9から放出させた電子やイオンを媒体本体4の記録面に移動させ、電荷を付与して静電潜像を形成し、画像を表示することができる。
(2)媒体本体4の上面に突設されたスペーサ7上に放電電極8が渡設されているので、放電電極8の電子放出部位9から放出された電子が空気中を移動する間に多量のイオンを発生させることができ、媒体本体4の記録面に効率的に電荷を付与して静電潜像を形成し、画像を表示することができる。
(3)媒体本体4の表裏が対向電極3と放電電極8により挟まれているので、画像形成後に外部からの電界の影響を受けることがなく、画像が経時的に変化することを防止でき、長期に渡って表示画像を維持することが可能で画像品質の安定性に優れる。
(4)放電電極8の電子放出部位9が記録面と対向するように放電電極8と媒体本体4が一体に形成されているので、放電電極8の表面(電子放出部位9)が粉塵等で汚れることがなく、放電電極8の長寿命性及び放電発生の安定性に優れると共に、放電電極8や媒体本体4などの不具合により画像品質の劣化が発生した場合には、媒体本体4と一緒に放電電極8を廃棄、交換することにより常に画像の品質を一定に保つことができ、画像品質の信頼性に優れる。
(5)放電電極8の放電電極保護層11側の表面に形成又は配設若しくは塗設された熱吸収層10を有するので、レーザ照射部や赤外線照射部等を備えた加熱手段15により発せられる熱を熱吸収層10で吸収して確実に放電電極8に伝達することができ、加熱の効率性に優れる。
(6)対向電極3が、表示画素の行単位で分割されて形成されているので、対向電極3を行単位で選択し、放電電極8と対向電極3との間に選択的に放電制御電圧に相当する電位差を設定して電界を形成することができ、選択された対向電極3と重なる放電電極8の電子放出部位9の任意の位置を加熱することにより、画素単位で放電の発生を制御することができ、画像の高品質性に優れる。
(7)行単位で分割されて形成された対向電極3を表示原色の色単位で選択することにより、選択された対向電極3と放電電極8との間に放電制御電圧に相当する電位差を設定して電界を形成することができ、選択された対向電極3に対応する放電電極8の任意の位置の電子放出部位9を画像情報に基づいて選択的に加熱し、その対向電極3と電子放出部位9との間で放電を発生させることができ、放電に伴って放出される電子やイオンを記録面の所望の位置に照射して電荷の作用で静電潜像を形成して画像を表示することができ、色ずれを確実に防止して高品質なカラー画像を得ることができる。
本発明の実施の形態2における記録媒体について、以下図面を参照しながら説明する。尚、実施の形態1と同様のものには同一の符号を付して説明を省略する。
図4は実施の形態2における記録媒体を用いた画像形成方法を示す要部断面模式斜視図である。
図4において、実施の形態2における記録媒体が実施の形態1と異なるのは、対向電極3eが媒体本体4aの全面に渡って共通の長方形状の一枚の平板状に形成されている点と、媒体本体4aがカラーフィルタ5を備えていない点と、記録媒体1aに熱吸収層10を備えず、放電電極保護層11に密着してマトリックス状に配置された各々の発熱抵抗体12aに電気的に接続されたドライバIC12bで発熱を制御する加熱手段15aを備え、発熱抵抗体12aに発熱部保護層13が覆設されている点である。
尚、図4においては、説明の都合上、発熱抵抗体12aに通電するための電極を省略した。また、端面に露出した発熱抵抗体12aに接続されたドライバIC12bのみを図示したが、実際にはマトリックス状に配置された全ての発熱抵抗体12aにドライバIC12bが接続されている。
本実施の形態では、発熱抵抗体12aをマトリックス状に配置したが、これに限定されるものではなく、媒体本体4aの表示画素の画素単位で放電電極8aを選択的に加熱することができるものであればよい。
図5は実施の形態2における記録媒体の媒体本体を示す要部模式平面図である。
実施の形態2における記録媒体の媒体本体が実施の形態1と異なるのは、媒体本体4aにカラーフィルタ5を設ける代わりに、表示層6aに白色又は3色の表示原色(Y,M,C)の内のいずれか一色を選択的に表示可能なツイストボール方式,電気泳動方式,粉体移動方式の内のいずれか一種の方式の画像表示材料6bを表示原色の色毎に縞模様状に配置した点である。
また、実施の形態2における記録媒体に対しては、電位差設定部20aの媒体側電圧制御部21aにおいて、放電制御電圧の一部を記録媒体1aの対向電極3eに印加した。
図4に示すように、まず、電位差設定工程の媒体側電圧制御工程において、電位差設定部20aの媒体側電圧制御部21aにより対向電極3eに放電制御電圧に相当する電圧の一部を印加する。
続いて、電位差設定工程の放電電極側電圧印加工程において、電位差設定部20aの放電電極側電圧印加部22により媒体本体4のカラー表示の表示原色(Y,M,C)の色単位で放電電極8aに放電制御電圧に相当する電圧の一部を除いて印加する(ここでは一番手前を選択)。
次に、放電電極加熱工程において、選択された色を表示すべき画素に対応する位置にある放電電極8aの電子放出部位9を加熱手段15aにより選択的に加熱する。このとき、一画素の内の選択された色に対応した放電電極8a(一番手前)と対向電極3eとの間のみに放電制御電圧に相当する電位差が設定されているので、発熱抵抗体12aにより加熱された放電電極8aの電子放出部位9とそれに対向する対向電極3eとの間のみで放電が発生し、電圧が印加されていない他の色に対応した放電電極8aと対向電極3eとの間では放電は発生しない。これにより、発熱抵抗体12aにより加熱された放電電極8aの電子放出部位9に対向する対向電極3e上のサブ画素の位置には、放電に伴って発生した電子やイオンの電荷の作用により、静電潜像が形成され画像が表示されるが、対向電極3e上の他の位置には静電潜像は形成されず、画像は表示されない。また、放電電極8aの内、加熱手段15aにより加熱されていない部分の電子放出部位9と、それに対向する部分の対向電極3eとの間でも放電は発生しない。
以上の動作を表示原色の色単位で繰り返し、カラー画像を形成する。
また、放電電極側電圧印加工程において、放電電極側電圧印加部22で放電制御電圧に相当する電圧の一部を除いて放電電極8aに印加し、媒体側電圧制御工程において、媒体側電圧制御部21aで残りの一部の電圧を対向電極3eに印加する代わりに、放電電極側電圧印加工程において、放電制御電圧に相当する電圧を全て放電電極8aのみに印加し、媒体側電圧制御工程において、対向電極3eを接地するようにしてもよい。
(1)放電電極8aに放電電極保護層11が覆設されているので、加熱手段15aの発熱抵抗体12aを放電電極保護層11に密着させて放電電極8aを加熱することができ、熱伝達性を向上させて画像記録に必要な消費電力を低減でき省エネルギー性に優れる。
(2)放電電極保護層11に放電電極8aに対応してマトリックス状に配設された発熱抵抗体12aを有する加熱手段15aを備えているので、画像情報に基づいて発熱抵抗体12aを発熱させるだけで、放電制御電圧に相当する電位差を設定して電界を形成された対向電極3eと放電電極8aの間で選択的に放電を発生させることができ、媒体本体4の記録面を確実に帯電させて画像を形成することができる。
(3)放電電極8aを加熱するための加熱手段15aが一体に形成されているので、電子やイオンの照射位置精度を向上させることができ、高精細な画像を形成することができる。
(4)発熱抵抗体12aに発熱部保護層13が覆設されているので、発熱抵抗体12aの破損を確実に防止することができ、取り扱い性、信頼性に優れると共に、発熱抵抗体12aに直接、手が触れることがなく安全性に優れる。
(5)複数の表示原色の内のいずれか一色を選択的に表示可能な画像表示材料6bが、表示層6aに表示原色の色毎に縞模様状に配置されているので、反射光によって簡便にカラー画像を表示することができ、生産性、取扱い性に優れる。
(6)放電電極8aが、表示原色の色単位に分割されて形成されていることにより、色単位で選択された放電電極8aと対向電極3eとの間に放電制御電圧に相当する電位差を設定して電界を形成することができ、選択された放電電極8aの任意の電子放出部位9を画像情報に基づいて選択的に加熱し、それに対向する対向電極3eとの間で放電を発生させることができ、放電に伴って発生する電子やイオンを記録面の所望の位置に照射して電荷の作用で静電潜像を形成して画像を表示することができ、色ずれを確実に防止して高品質なカラー画像を得ることができる。
本発明の実施の形態3における記録媒体について、以下図面を参照しながら説明する。尚、実施の形態1又は2と同様のものには同一の符号を付して説明を省略する。
図6は実施の形態3における記録媒体を用いた画像形成方法を示す要部断面模式斜視図である。
図6において、実施の形態3における記録媒体が実施の形態2と異なるのは、記録媒体1bが対向電極3eを備えていない点である。記録媒体1bが対向電極3eを備えていない代わりに、電位差設定部20bの媒体側電圧制御部21bにより接地され、放電電極8aと対向するように媒体本体4aの裏面側に接触する対向電極としての搬送ローラが画像形成装置に設けられている。
図6に示すように、まず、電位差設定工程の媒体側電圧制御工程において、電位差設定部20bの媒体側電圧制御部21bにより対向電極を兼ねた搬送ローラ25を接地する。
続いて、電位差設定工程の放電電極側電圧印加工程において、電位差設定部20bの放電電極側電圧印加部22により媒体本体4のカラー表示の表示原色(Y,M,C)の色単位で放電電極8aに放電制御電圧に相当する電圧を印加する(ここでは一番手前を選択)。
次に、放電電極加熱工程において、選択された色を表示すべき画素に対応する位置にある放電電極8aの電子放出部位9を加熱手段15aにより選択的に加熱する。このとき、一画素の内の選択された色に対応した放電電極8a(一番手前)とそれと対向する搬送ローラ25との間のみに放電制御電圧に相当する電位差が設定されているので、発熱抵抗体12aにより加熱された放電電極8aの電子放出部位9とそれに対向する(重なる)位置にある搬送ローラ25との間のみで放電が発生し、電圧が印加されていない他の色に対応した放電電極8aと搬送ローラ25との間では放電は発生しない。これにより、発熱抵抗体12aにより加熱された放電電極8aの電子放出部位9に対向する搬送ローラ25上のサブ画素の位置には、放電に伴って発生した電子やイオンの電荷の作用により、静電潜像が形成され画像が表示されるが、搬送ローラ25上の他の位置には静電潜像は形成されず、画像は表示されない。また、放電電極8aの内、加熱手段15aにより加熱されていない部分の電子放出部位9と、それに対向する部分の搬送ローラ25との間でも放電は発生しない。
以上の動作を表示原色の色単位で繰り返し、カラー画像を形成する。
また、放電電極側電圧印加工程において、放電電極側電圧印加部22で放電制御電圧に相当する電圧を全て放電電極8aのみに印加し、媒体側電圧制御工程において、媒体側電圧制御部21bで搬送ローラ25を接地する代わりに、放電電極側電圧印加工程において、放電制御電圧に相当する電圧の一部を除いて放電電極8aに印加し、媒体側電圧制御工程において、残りの一部の電圧を搬送ローラ25に印加するようにしてもよい。
(1)媒体本体4aの一方の面側に放電電極8aが配設されていることにより、放電電極8aの表面(電子放出部位9)が粉塵等で汚れることがなく、放電電極8aの長寿命性及び放電発生の安定性に優れると共に、放電電極8aや媒体本体4aなどの不具合により画像品質の劣化が発生した場合には、媒体本体4aと一緒に放電電極8aを廃棄、交換することにより常に画像の品質を一定に保つことができ、画像品質の信頼性に優れる。
(2)放電電極8aと媒体本体4aが一体に形成されているので、放電に伴って放電電極8aから放出された電子やイオンを媒体本体4aの記録面の所望の位置に確実に照射することができ、その電荷の作用により高品質な画像を形成することが可能でカラー化を容易に行うことができる。
本発明の請求項1に記載の放電電極付き記録媒体は、電荷の作用により書き込みや消去が可能な静電現像方式の媒体本体と、前記媒体本体の一方の面側に配設された放電電極と、を備え、前記放電電極と、前記媒体本体の前記放電電極が配設された面と反対の面側に形成或いは接触又は近接して配設される対向電極と、の間に放電制御電圧に相当する電位差を設定して電界を形成し、加熱手段により前記放電電極を選択的に加熱することで前記放電電極と前記対向電極との間で放電を発生させ、前記媒体本体の記録面に電荷を付与して静電潜像を形成し、画像を表示させる構成を有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
(1)媒体本体の一方の面側に放電電極が配設されていることにより、放電電極の表面(電子放出部位)が粉塵等で汚れることがなく、放電電極の長寿命性及び放電発生の安定性に優れると共に、放電電極や媒体本体などの不具合により画像品質の劣化が発生した場合には、媒体本体と一緒に放電電極を廃棄、交換することにより常に画像の品質を一定に保つことができ、画像品質の信頼性に優れる。
(2)放電電極と媒体本体が一体に形成されているので、放電に伴って放電電極から放出された電子やイオンを媒体本体の記録面の所望の位置に確実に照射することができ、その電荷の作用により高品質な画像を形成することが可能でカラー化を容易に行うことができる。
(3)放電電極と、媒体本体の放電電極が配設された面と反対の面側に形成或いは接触又は近接して配設された対向電極と、の間に放電制御電圧に相当する電位差を設定して電界を形成し、発熱抵抗体やレーザ照射部等を備えた加熱手段により放電電極を選択的に加熱することで放電電極と対向電極との間で放電を発生させることができ、電界によって放電電極から放出させた電子やイオンを媒体本体の記録面に移動させ、電荷を付与して静電潜像を形成し、画像を表示させることができる。
これらの表示層に、加法混色法における三原色(R,G,B)を持つカラーフィルタや減法混色法における三原色(Y,M,C)を持つ反射層を組み合わせることによりカラー表示を行うことができる。また、カラーフィルタを組み合わせる代わりに、減法混色法における三原色(Y,M,C)等に着色したツイストボールや微粒子等の画像表示材料を表示原色の色毎に配列してカラー表示を行うこともできる。また、1枚の媒体本体を複数の領域に分割し、領域毎に異なる色を表示するようにしてもよい。
放電制御電圧とは、その電位差だけでは放電電極と対向電極との間で放電は起こらないが、放電電極を加熱することにより放電が起こる電圧域を言う。また、ここでの放電とは放電電極から電子が放出されることを言う。放電電極と媒体本体が離間して形成された放電空間が、大気等のイオン生成可能な雰囲気である場合には、放出された電子が酸素や窒素をイオン化し、それらを媒体本体の記録面に到達させる。
この放電電極付き記録媒体は、前述のように放電電極と対向電極との間に放電制御電圧に相当する電位差を設定しておき、放電電極を選択的に加熱することにより放電を発生させ、画像を形成することができる。よって、放電制御電圧に相当する電圧を全て放電電極側に印加し、対向電極を接地するようにしてもよいし、放電制御電圧に相当する電圧の一部を対向電極側に印加するようにしてもよい。尚、対向電極への接地や電圧印加は選択的に行ってもよい。
この構成により、請求項1の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)媒体本体と放電電極との間にスペーサを備えることにより、媒体本体と放電電極とを離間させ放電空間を形成することができ、放電電極から放出された電子が放電空間内の空気中を移動する間に多量のイオンを発生させ、媒体本体の記録面に効率的に電荷を付与して静電潜像を形成し、画像を表示させることができる。
この構成により、請求項1又は2の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)媒体本体を挟むように放電電極と対向電極が対向して配設されているので、放電電極と対向電極の間に放電制御電圧に相当する電位差を設定して電界を形成した状態で放電に備えることができ、高電圧となる放電制御電圧を直接制御する必要がなく、発熱抵抗体やレーザ照射部等を備えた加熱手段により放電電極を選択的に加熱することで放電電極と対向電極との間で放電を発生させることができ、電界によって放電電極から放出させた電子やイオンを媒体本体の記録面に移動させ、電荷を付与して静電潜像を形成し、画像を表示させることができる。
(2)媒体本体の表裏が放電電極と対向電極により挟まれているので、画像形成後に外部からの電界の影響を受けることがなく、画像が経時的に変化することを防止でき、長期に渡って表示画像を維持することが可能で画像品質の安定性に優れる。
尚、対向電極の配設は段落〔0014〕の欄に記載した方法で行われる。
この構成により、請求項1乃至3の内いずれか1項の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)放電電極に覆設された放電電極保護層を有するので、電圧が印加される放電電極と加熱手段の発熱抵抗体とを確実に絶縁することができると共に、発熱抵抗体と放電電極保護層を密着させて発熱抵抗体の発する熱を効率的に放電電極に伝達することができ、発熱した発熱抵抗体に対応する放電電極の任意の位置(電子放出部位)を加熱して放電を発生させることができる。
(2)放電電極と共に放電電極を選択的に加熱するための加熱手段が、媒体本体と一体に形成されているので、電子やイオンの照射位置精度を向上させることができ、高精細な画像を形成することができる。
この構成により、請求項1乃至3の内いずれか1項の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)放電電極の媒体本体側と反対側の表面に形成又は配設若しくは塗設された熱吸収層を有するので、レーザ照射部や赤外線照射部等を備えた加熱手段により発せられる熱を熱吸収層で吸収して確実に放電電極に伝達することができ、加熱の効率性に優れる。
ここで、熱吸収層は、例えば黒色の塗料、クロムメッキ等により形成することができる。また、放電電極に直接、熱吸収層を形成若しくは塗設する代わりに、黒色に着色したフィルムやクロムメッキを施したガラス等で形成した熱吸収層を放電電極に積層してもよい。
この構成により、請求項3乃至5の内いずれか1項の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)対向電極が、媒体本体の表示画素の画素単位で分割されて形成されている場合、放電電極の電子放出部位の実装密度が媒体本体の解像度(画素)よりも粗い場合でも、電子放出部位から放出された電子やイオンを記録面の所望の位置に精度良く照射することができ、媒体本体を画像情報に基づいて選択的に帯電させることができ、画像の高品質性に優れる。
(2)対向電極が、媒体本体の表示画素の行単位或いは列単位で分割されて形成されている場合、対向電極を行単位或いは列単位で選択し、放電電極と対向電極との間に選択的に放電制御電圧に相当する電位差を設定して電界を形成することができ、選択された対向電極と重なる放電電極上の任意の位置(電子放出部位)を加熱することにより、画素単位で放電の発生を制御することができ、画像の高品質性に優れる。
この構成により、請求項6の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)対向電極が、媒体本体の表示原色の色単位に分割されて形成されているので、色単位で選択された対向電極と放電電極との間に放電制御電圧に相当する電位差を設定して電界を形成することができ、選択された対向電極に対応する放電電極の任意の電子放出部位を画像情報に基づいて選択的に加熱することにより、選択された放電電極と対向電極との間で放電を発生させることができ、放電に伴って放出された電子やイオンを記録面の所望の位置に照射して電荷の作用で静電潜像を形成して画像を表示することができ、色ずれを確実に防止して高品質なカラー画像を得ることができる。
ここで、対向電極は縞模様状に配置されたカラーフィルタや画像表示材料の各々の表示原色に対応させて短冊状に形成することが好ましい。これにより、対向電極を色単位で簡便に選択制御することができ取り扱い性に優れる。
この構成により、請求項1乃至7の内いずれか1項の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)放電電極が、媒体本体の表示原色の色単位に分割されて形成されているので、色単位で選択された放電電極とそれに対向する対向電極との間に放電制御電圧に相当する電位差を設定して電界を形成することができ、選択された放電電極の任意の電子放出部位を画像情報に基づいて選択的に加熱することにより、選択された放電電極と対向電極との間で放電を発生させることができ、放電に伴って放出された電子やイオンを記録面の所望の位置に照射して電荷の作用で静電潜像を形成して画像を表示することができ、色ずれを確実に防止して高品質なカラー画像を得ることができる。
ここで、対向電極は媒体本体の全面に渡って共通の長方形状や正方形状等の一枚の平板状に形成してもよいし、媒体本体の表示画素の各行或いは各列に対応した短冊状や各画素に対応したマトリックス状等に形成してもよい。
この構成により、請求項1乃至8の内いずれか1項の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)複数の表示原色が縞模様状に配置されたカラーフィルタを媒体本体に積層することにより、透過光によって簡便にカラー画像を表示することができ、生産性、取扱い性に優れる。
この構成により、請求項1乃至8の内いずれか1項の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)複数の表示原色の内のいずれか一色を選択的に表示可能な画像表示材料が、媒体本体に表示原色の色毎に縞模様状に配置されているので、反射光によって簡便にカラー画像を表示することができ、生産性、取扱い性に優れる。
請求項1に記載の発明によれば、以下のような効果を有する。
(1)放電電極と媒体本体を一体に形成することにより、記録面と対向する放電電極の表面(電子放出部位)を粉塵等から保護し、放電電極の長寿命性及び放電発生の安定性を向上させることができ、放電電極や媒体本体などに不具合が発生した場合には、媒体本体と一緒に放電電極を廃棄、交換することにより画像品質の劣化を確実に防止することができる画像品質の信頼性に優れた放電電極付き記録媒体を提供することができる。
(1)放電電極から放出された電子が、媒体本体と放電電極との間に形成された放電空間内の空気中を移動する間に多量のイオンを発生させることができ、それらの電荷の作用により媒体本体に効率的に画像を形成することができる省エネルギー性に優れた放電電極付き記録媒体を提供することができる。
(1)媒体本体の両面を対向電極と放電電極で挟むことにより、画像形成後に外部からの電界が媒体本体の表示層に影響することがなく、環境の変化や静電気等により画像が経時的に変化することを防止して長期に渡って表示画像を維持することが可能な画像品質の安定性に優れた放電電極付き記録媒体を提供することができる。
(1)放電電極に対して予め位置決め固定された加熱手段を有するので、画像形成時に位置合わせを行うことなく所望の位置に確実に電子やイオンを照射して高精細な画像を形成することができる画像の高品質性に優れた放電電極付き記録媒体を提供することができる。
(1)放電電極の媒体本体側と反対側の表面に熱吸収層が形成又は配設若しくは塗設されているので、加熱手段のレーザ照射部や赤外線照射部等から発せられる熱を熱吸収層で吸収し、効率的に放電電極を加熱することができ、電子放出部位から放出される電子やイオンの量を増加させて鮮明な画像を形成することができる高品質で信頼性に優れた放電電極付き記録媒体を提供することができる。
(1)表示画素の画素単位若しくは行単位或いは列単位に分割されて形成された対向電極を有することにより、記録面の所望の位置(画素)に対応した放電電極との間で選択的に電子を放出させて放電を発生させることができ、電子やイオンを精度良く照射して媒体本体を画像情報に基づいて確実に帯電させることができる画像の高品質性に優れた放電電極付き記録媒体を提供することができる。
(1)対向電極が媒体本体の表示原色の色単位に分割されて形成されていることにより、画像情報を色単位に分割して画像を形成することができ、色ずれを確実に防止して高品質なカラー画像を得ることができる信頼性に優れた放電電極付き記録媒体を提供することができる。
(1)放電電極が媒体本体の表示原色の色単位に分割されて形成されていることにより、画像情報を色単位に分割して画像を形成することができ、色ずれを確実に防止して高品質なカラー画像を得ることができる信頼性に優れた放電電極付き記録媒体を提供することができる。
(1)媒体本体に積層されたカラーフィルタにより、透過光を利用して簡便にカラー画像を表示することができる生産性、取扱い性に優れた放電電極付き記録媒体を提供することができる。
(1)着色された画像表示材料を媒体本体に封入することにより、カラーフィルタを用いることなく、反射光を利用して簡便にカラー画像を表示することができる構造が簡素で生産性、取扱い性に優れた放電電極付き記録媒体を提供することができる。
2 基板
3,3e 対向電極
3a 色分割電極
3b 絶縁膜
3c 接続用開口部
3d 色選択電極
4,4a 媒体本体
5 カラーフィルタ
6,6a 表示層
6b 画像表示材料
7 スペーサ
8,8a 放電電極
9 電子放出部位
10 熱吸収層
11 放電電極保護層
12a 発熱抵抗体
12bドライバIC
13 発熱部保護層
15,15a 加熱手段
20,20a,20b 電位差設定部
21,21a、21b 媒体側電圧制御部
22 放電電極側電圧印加部
25 搬送ローラ
本発明の実施の形態1における放電電極付き記録媒体について、以下図面を参照しながら説明する。
図1は実施の形態1における放電電極付き記録媒体を用いた画像形成方法を示す要部断面模式斜視図である。
図1中、1は本発明の実施の形態1における放電電極付き記録媒体、2はPET等のフィルム状の合成樹脂やガラス等で形成された放電電極付き記録媒体1の透明な基板、3は後述する媒体本体4の表示画素の各行に対応させてITO等で短冊状に形成され後述する放電電極8と対向して配設された放電電極付き記録媒体1の透明な対向電極、4は放電電極付き記録媒体1の媒体本体、5は媒体本体4のカラーフィルタ、6はネマティック液晶やスメクティック液晶等のシャッター機能を有する液晶材料を用いた液晶方式や白色又は黒色を選択的に表示可能なツイストボール方式,電気泳動方式,粉体移動方式等の画像表示材料が封入された媒体本体4の表示層、7はフォトレジスト等により媒体本体4の上面に突設して形成されたスペーサ、7aは媒体本体4と放電電極8との間に形成された放電空間、8はスペーサ7上に渡設された放電電極、9は放電電極8の電子放出部位、10は放電電極8の表面にカーボン等を含有する黒色の塗料を塗布したり、クロムを蒸着したりして形成した熱吸収層、11は熱吸収層10を介して放電電極8に覆設された放電電極保護層、15は放電電極付き記録媒体1と離間して配設され放電電極8を選択的に加熱するレーザ照射部や赤外線照射部などを備えた画像形成装置の加熱手段、20は対向電極3と放電電極8との間に放電制御電圧に相当する電位差を設定して電界を形成する画像形成装置の電位差設定部、21は画像情報に基づいて放電電極付き記録媒体1の対向電極3に選択的な接地を行う電位差設定部20の媒体側電圧制御部、22は放電電極8に電圧を印加する電位差設定部20の放電電極側電圧印加部である。
図2は実施の形態1における放電電極付き記録媒体のカラーフィルタを示す模式平面図であり、図3は実施の形態1における放電電極付き記録媒体の対向電極を示す模式平面図である。
図2に示すように、カラーフィルタ5には、媒体本体4の表示原色として加法混色法における三原色(R,G,B)が縞模様状に繰り返し配置されている。
図3中、3aはカラーフィルタ5に縞模様状に繰り返し配置された3色の表示原色(R,G,B)に対応して配置された対向電極3の色分割電極、3bは色分割電極3aにアラミドやポリイミド等の合成樹脂をコーティングして形成した絶縁膜、3cは同色の色分割電極3a同士を後述する色選択電極3dで接続するために絶縁膜3bに形成された接続用開口部、3dは同色の色分割電極3a同士を接続して色分割電極3aを色単位で選択するための対向電極3の色選択電極である。
媒体本体4は、カラーフィルタ5と表示層6を組み合わせることにより、透過光を利用してカラー表示を行う。本実施の形態では、カラーフィルタ5が加法混色法における三原色(R,G,B)を備えることにより、フルカラー表示を行うことができるが、カラー表示の表示原色は二色以上であればよく、色の組合せも適宜、選択することができる。一つの画素を表示原色の数に応じて複数のサブ画素に分割し、各々のサブ画素に表示原色を縞模様状に配置することでカラー化に対応できる。
尚、カラーフィルタ5は光を透過してカラー表示することができればよいので、表示層6の裏面に限らず、表示層6の上面(記録面)側に配置してもよい。また、ITO等の透明な対向電極3の下面に配置してもよい。
図1に示すように、まず、電位差設定工程の放電電極側電圧印加工程において、電位差設定部20の放電電極側電圧印加部22により放電電極8に放電制御電圧を印加する。
続いて、電位差設定工程の媒体側電圧制御工程において、電位差設定部20の媒体側電圧制御部21により媒体本体4のカラー表示の表示原色(R,G,B)の色単位で対向電極3を選択し接地する(ここでは一番手前を選択)。
次に、放電電極加熱工程において、選択された色を表示すべき画素に対応する位置にある放電電極8の電子放出部位9を加熱手段15により選択的に加熱する。このとき、一画素の内の選択された色に対応した対向電極3(一番手前)のみが接地されているので、加熱手段15により加熱された放電電極8の電子放出部位9とそれに対向する一番手前の対向電極3との間のみで放電が発生し、接地されていない他の色に対応した対向電極3と放電電極8との間では放電は発生しない。これにより、一番手前の対向電極3上のサブ画素の位置には、放電に伴って発生した電子やイオンの電荷の作用により、静電潜像が形成され画像が表示されるが、他の対向電極3上には静電潜像は形成されず、画像は表示されない。また、放電電極8の内、加熱手段15により加熱されていない部分の電子放出部位9と、それに対向する部分の対向電極3との間でも放電は発生しない。
以上の動作を表示原色の色単位で繰り返し、カラー画像を形成する。
(1)媒体本体4を挟むように対向電極3と放電電極8が配設されているので、対向電極3と放電電極8の間に放電制御電圧に相当する電位差を設定して電界を形成した状態で放電に備えることができ、高電圧となる放電制御電圧を直接制御する必要がなく、レーザ照射部等を備えた加熱手段15により放電電極8を選択的に加熱することで放電電極8と対向電極3との間で放電を発生させることができ、電界によって放電電極8の電子放出部位9から放出させた電子やイオンを媒体本体4の記録面に移動させ、電荷を付与して静電潜像を形成し、画像を表示することができる。
(2)媒体本体4の上面に突設されたスペーサ7上に放電電極8が渡設されているので、放電電極8の電子放出部位9から放出された電子が空気中を移動する間に多量のイオンを発生させることができ、媒体本体4の記録面に効率的に電荷を付与して静電潜像を形成し、画像を表示することができる。
(3)媒体本体4の表裏が対向電極3と放電電極8により挟まれているので、画像形成後に外部からの電界の影響を受けることがなく、画像が経時的に変化することを防止でき、長期に渡って表示画像を維持することが可能で画像品質の安定性に優れる。
(4)放電電極8の電子放出部位9が記録面と対向するように放電電極8と媒体本体4が一体に形成されているので、放電電極8の表面(電子放出部位9)が粉塵等で汚れることがなく、放電電極8の長寿命性及び放電発生の安定性に優れると共に、放電電極8や媒体本体4などの不具合により画像品質の劣化が発生した場合には、媒体本体4と一緒に放電電極8を廃棄、交換することにより常に画像の品質を一定に保つことができ、画像品質の信頼性に優れる。
(5)放電電極8の放電電極保護層11側の表面に形成又は配設若しくは塗設された熱吸収層10を有するので、レーザ照射部や赤外線照射部等を備えた加熱手段15により発せられる熱を熱吸収層10で吸収して確実に放電電極8に伝達することができ、加熱の効率性に優れる。
(6)対向電極3が、表示画素の行単位で分割されて形成されているので、対向電極3を行単位で選択し、放電電極8と対向電極3との間に選択的に放電制御電圧に相当する電位差を設定して電界を形成することができ、選択された対向電極3と重なる放電電極8の電子放出部位9の任意の位置を加熱することにより、画素単位で放電の発生を制御することができ、画像の高品質性に優れる。
(7)行単位で分割されて形成された対向電極3を表示原色の色単位で選択することにより、選択された対向電極3と放電電極8との間に放電制御電圧に相当する電位差を設定して電界を形成することができ、選択された対向電極3に対応する放電電極8の任意の位置の電子放出部位9を画像情報に基づいて選択的に加熱し、その対向電極3と電子放出部位9との間で放電を発生させることができ、放電に伴って放出される電子やイオンを記録面の所望の位置に照射して電荷の作用で静電潜像を形成して画像を表示することができ、色ずれを確実に防止して高品質なカラー画像を得ることができる。
本発明の実施の形態2における放電電極付き記録媒体について、以下図面を参照しながら説明する。尚、実施の形態1と同様のものには同一の符号を付して説明を省略する。
図4は実施の形態2における放電電極付き記録媒体を用いた画像形成方法を示す要部断面模式斜視図である。
図4において、実施の形態2における放電電極付き記録媒体が実施の形態1と異なるのは、対向電極3eが媒体本体4aの全面に渡って共通の長方形状の一枚の平板状に形成されている点と、媒体本体4aがカラーフィルタ5を備えていない点と、放電電極付き記録媒体1aに熱吸収層10を備えず、放電電極保護層11に密着してマトリックス状に配置された各々の発熱抵抗体12aに電気的に接続されたドライバIC12bで発熱を制御する加熱手段15aを備え、発熱抵抗体12aに発熱部保護層13が覆設されている点である。
尚、図4においては、説明の都合上、発熱抵抗体12aに通電するための電極を省略した。また、端面に露出した発熱抵抗体12aに接続されたドライバIC12bのみを図示したが、実際にはマトリックス状に配置された全ての発熱抵抗体12aにドライバIC12bが接続されている。
本実施の形態では、発熱抵抗体12aをマトリックス状に配置したが、これに限定されるものではなく、媒体本体4aの表示画素の画素単位で放電電極8aを選択的に加熱することができるものであればよい。
図5は実施の形態2における放電電極付き記録媒体の媒体本体を示す要部模式平面図である。
実施の形態2における放電電極付き記録媒体の媒体本体が実施の形態1と異なるのは、媒体本体4aにカラーフィルタ5を設ける代わりに、表示層6aに白色又は3色の表示原色(Y,M,C)の内のいずれか一色を選択的に表示可能なツイストボール方式,電気泳動方式,粉体移動方式の内のいずれか一種の方式の画像表示材料6bを表示原色の色毎に縞模様状に配置した点である。
また、実施の形態2における放電電極付き記録媒体に対しては、電位差設定部20aの媒体側電圧制御部21aにおいて、放電制御電圧の一部を放電電極付き記録媒体1aの対向電極3eに印加した。
図4に示すように、まず、電位差設定工程の媒体側電圧制御工程において、電位差設定部20aの媒体側電圧制御部21aにより対向電極3eに放電制御電圧に相当する電圧の一部を印加する。
続いて、電位差設定工程の放電電極側電圧印加工程において、電位差設定部20aの放電電極側電圧印加部22により媒体本体4のカラー表示の表示原色(Y,M,C)の色単位で放電電極8aに放電制御電圧に相当する電圧の一部を除いて印加する(ここでは一番手前を選択)。
次に、放電電極加熱工程において、選択された色を表示すべき画素に対応する位置にある放電電極8aの電子放出部位9を加熱手段15aにより選択的に加熱する。このとき、一画素の内の選択された色に対応した放電電極8a(一番手前)と対向電極3eとの間のみに放電制御電圧に相当する電位差が設定されているので、発熱抵抗体12aにより加熱された放電電極8aの電子放出部位9とそれに対向する対向電極3eとの間のみで放電が発生し、電圧が印加されていない他の色に対応した放電電極8aと対向電極3eとの間では放電は発生しない。これにより、発熱抵抗体12aにより加熱された放電電極8aの電子放出部位9に対向する対向電極3e上のサブ画素の位置には、放電に伴って発生した電子やイオンの電荷の作用により、静電潜像が形成され画像が表示されるが、対向電極3e上の他の位置には静電潜像は形成されず、画像は表示されない。また、放電電極8aの内、加熱手段15aにより加熱されていない部分の電子放出部位9と、それに対向する部分の対向電極3eとの間でも放電は発生しない。
以上の動作を表示原色の色単位で繰り返し、カラー画像を形成する。
(1)放電電極8aに放電電極保護層11が覆設されているので、加熱手段15の発熱抵抗体12aを放電電極保護層11に密着させて放電電極8aを加熱することができ、熱伝達性を向上させて画像記録に必要な消費電力を低減でき省エネルギー性に優れる。
(2)放電電極保護層11に放電電極8aに対応してマトリックス状に配設された発熱抵抗体12aを有する加熱手段15を備えているので、画像情報に基づいて発熱抵抗体12aを発熱させるだけで、放電制御電圧に相当する電位差を設定して電界を形成された対向電極3eと放電電極8aの間で選択的に放電を発生させることができ、媒体本体4の記録面を確実に帯電させて画像を形成することができる。
(3)放電電極8aを加熱するための加熱手段15が一体に形成されているので、電子やイオンの照射位置精度を向上させることができ、高精細な画像を形成することができる。
(4)発熱抵抗体12aに発熱部保護層13が覆設されているので、発熱抵抗体12aの破損を確実に防止することができ、取り扱い性、信頼性に優れると共に、発熱抵抗体12aに直接、手が触れることがなく安全性に優れる。
(5)複数の表示原色の内のいずれか一色を選択的に表示可能な画像表示材料6bが、表示層6aに表示原色の色毎に縞模様状に配置されているので、反射光によって簡便にカラー画像を表示することができ、生産性、取扱い性に優れる。
(6)放電電極8aが、表示原色の色単位に分割されて形成されていることにより、色単位で選択された放電電極8aと対向電極3eとの間に放電制御電圧に相当する電位差を設定して電界を形成することができ、選択された放電電極8aの任意の電子放出部位9を画像情報に基づいて選択的に加熱し、それに対向する対向電極3eとの間で放電を発生させることができ、放電に伴って発生する電子やイオンを記録面の所望の位置に照射して電荷の作用で静電潜像を形成して画像を表示することができ、色ずれを確実に防止して高品質なカラー画像を得ることができる。
本発明の実施の形態3における放電電極付き記録媒体について、以下図面を参照しながら説明する。尚、実施の形態1又は2と同様のものには同一の符号を付して説明を省略する。
図6は実施の形態3における放電電極付き記録媒体を用いた画像形成方法を示す要部断面模式斜視図である。
図6において、実施の形態3における放電電極付き記録媒体が実施の形態2と異なるのは、放電電極付き記録媒体1bが対向電極3eを備えていない点である。放電電極付き記録媒体1bが対向電極3eを備えていない代わりに、電位差設定部20bの媒体側電圧制御部21bにより接地され、放電電極8aと対向するように媒体本体4aの裏面側に接触する対向電極としての搬送ローラが画像形成装置に設けられている。
図6に示すように、まず、電位差設定工程の媒体側電圧制御工程において、電位差設定部20bの媒体側電圧制御部21bにより対向電極を兼ねた搬送ローラ25を接地する。
続いて、電位差設定工程の放電電極側電圧印加工程において、電位差設定部20bの放電電極側電圧印加部22により媒体本体4のカラー表示の表示原色(Y,M,C)の色単位で放電電極8aに放電制御電圧に相当する電圧を印加する(ここでは一番手前を選択)。
次に、放電電極加熱工程において、選択された色を表示すべき画素に対応する位置にある放電電極8aの電子放出部位9を加熱手段15aにより選択的に加熱する。このとき、一画素の内の選択された色に対応した放電電極8a(一番手前)とそれと対向する搬送ローラ25との間のみに放電制御電圧に相当する電位差が設定されているので、発熱抵抗体12aにより加熱された放電電極8aの電子放出部位9とそれに対向する(重なる)位置にある搬送ローラ25との間のみで放電が発生し、電圧が印加されていない他の色に対応した放電電極8aと搬送ローラ25との間では放電は発生しない。これにより、発熱抵抗体12aにより加熱された放電電極8aの電子放出部位9に対向する搬送ローラ25上のサブ画素の位置には、放電に伴って発生した電子やイオンの電荷の作用により、静電潜像が形成され画像が表示されるが、搬送ローラ25上の他の位置には静電潜像は形成されず、画像は表示されない。また、放電電極8aの内、加熱手段15aにより加熱されていない部分の電子放出部位9と、それに対向する部分の搬送ローラ25との間でも放電は発生しない。
以上の動作を表示原色の色単位で繰り返し、カラー画像を形成する。
(1)媒体本体4aの一方の面側に放電電極8aが配設されていることにより、放電電極8aの表面(電子放出部位9)が粉塵等で汚れることがなく、放電電極8aの長寿命性及び放電発生の安定性に優れると共に、放電電極8aや媒体本体4aなどの不具合により画像品質の劣化が発生した場合には、媒体本体4aと一緒に放電電極8aを廃棄、交換することにより常に画像の品質を一定に保つことができ、画像品質の信頼性に優れる。
(2)放電電極8aと媒体本体4aが一体に形成されているので、放電に伴って放電電極8aから放出された電子やイオンを媒体本体4aの記録面の所望の位置に確実に照射することができ、その電荷の作用により高品質な画像を形成することが可能でカラー化を容易に行うことができる。
Claims (10)
- 電荷の作用により書き込みや消去が可能な媒体本体と、前記媒体本体の一方の面側に配設された放電電極と、を備えたことを特徴とする記録媒体。
- 前記媒体本体と前記放電電極との間に配設され前記媒体本体と前記放電電極とを離間させたスペーサを備えたことを特徴とする請求項1に記載の記録媒体。
- 前記媒体本体の前記放電電極が配設された面と反対の面側に配設された対向電極を備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の記録媒体。
- 前記放電電極に覆設された放電電極保護層と、前記放電電極保護層に前記放電電極に対応して配設された発熱抵抗体を有する加熱手段と、を備えたことを特徴とする請求項1乃至3の内いずれか1項に記載の記録媒体。
- 前記放電電極の前記媒体本体側と反対側の表面に形成又は配設若しくは塗設された熱吸収層を備えたことを特徴とする請求項1乃至3の内いずれか1項に記載の記録媒体。
- 前記対向電極が、前記媒体本体の表示画素の画素単位、行単位、列単位の内のいずれか1つの単位で分割されて形成されたことを特徴とする請求項3乃至5の内いずれか1項に記載の記録媒体。
- 前記対向電極が、前記媒体本体の表示原色の色単位に分割されて形成されたことを特徴とする請求項6に記載の記録媒体。
- 前記放電電極が、前記媒体本体の表示原色の色単位に分割されて形成されたことを特徴とする請求項1乃至7の内いずれか1項に記載の記録媒体。
- 複数の表示原色が縞模様状に配置されたカラーフィルタが、前記媒体本体に積層されたことを特徴とする請求項1乃至8の内いずれか1項に記載の記録媒体。
- 複数の表示原色の内のいずれか一色を選択的に表示可能な画像表示材料が、前記媒体本体に前記表示原色の色毎に縞模様状に配置されたことを特徴とする請求項1乃至8の内いずれか1項に記載の記録媒体。
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