JP2003200612A - 像生成装置及び画像形成装置 - Google Patents
像生成装置及び画像形成装置Info
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- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、低電圧で高速に駆動し、且つ、高
コントラストを実現する像生成装置を提供することを目
的とする。 【解決手段】 本発明の像生成装置は、配列された複数
の高分子電解質膜の表面に選択的に電圧を印加して、該
電圧を印加した高分子電解質膜の両表面間に電位差を生
じさせることにより、該高分子電解質膜を変形させる。
この像生成装置を用いて、画像形成装置の光シャッタや
反射型又は透過型の画像表示装置を提供することができ
る。
コントラストを実現する像生成装置を提供することを目
的とする。 【解決手段】 本発明の像生成装置は、配列された複数
の高分子電解質膜の表面に選択的に電圧を印加して、該
電圧を印加した高分子電解質膜の両表面間に電位差を生
じさせることにより、該高分子電解質膜を変形させる。
この像生成装置を用いて、画像形成装置の光シャッタや
反射型又は透過型の画像表示装置を提供することができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各画素に配した複
数の膜状の可動部材を物理的に変形させることにより、
像を生成する装置及びその像生成装置を備えた画像形成
装置に関する。
数の膜状の可動部材を物理的に変形させることにより、
像を生成する装置及びその像生成装置を備えた画像形成
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、配列された複数の可動部材を選択
的に変形させることにより、像を生成する装置が知られ
ている。この装置では、可動部材を変形させることによ
りそのセグメントにおいて光を反射又は透過（通過）さ
せる。この変形を配列された複数の可動部材について選
択的に行うことでそのセグメントを１画素とする光像を
生成することができる。
的に変形させることにより、像を生成する装置が知られ
ている。この装置では、可動部材を変形させることによ
りそのセグメントにおいて光を反射又は透過（通過）さ
せる。この変形を配列された複数の可動部材について選
択的に行うことでそのセグメントを１画素とする光像を
生成することができる。
【０００３】例えば、遮光性を有する複数の可動部材を
直線状に配列してラインアレイを構成するとともに、可
動部材の変形／非変形を複数の可動部材について選択的
に制御することで直線状に像（パターン）が生成され
る。そして、そのラインアレイの一方から光を照射し
て、ラインアレイに生成されたパターンの光のみを通過
させることにより直線状の光像が生成される。
直線状に配列してラインアレイを構成するとともに、可
動部材の変形／非変形を複数の可動部材について選択的
に制御することで直線状に像（パターン）が生成され
る。そして、そのラインアレイの一方から光を照射し
て、ラインアレイに生成されたパターンの光のみを通過
させることにより直線状の光像が生成される。
【０００４】また、複数の可動部材を平面状に配列して
マトリクスアレイを構成するとともに、それらの可動部
材の表面を着色し、可動部材の変形／非変形を複数の可
動部材について選択的に制御することにより平面像が生
成される。そして、非変形の可動部材からの反射光によ
って光像が生成される。
マトリクスアレイを構成するとともに、それらの可動部
材の表面を着色し、可動部材の変形／非変形を複数の可
動部材について選択的に制御することにより平面像が生
成される。そして、非変形の可動部材からの反射光によ
って光像が生成される。
【０００５】これらの像生成装置では、２次元平面状又
は直線状に配列した可動部材を熱や電圧などによって物
理的に変形させる。可動部材を用いた像生成装置は、液
晶による像生成装置などと比べて光の利用効率が高いと
いう利点がある。
は直線状に配列した可動部材を熱や電圧などによって物
理的に変形させる。可動部材を用いた像生成装置は、液
晶による像生成装置などと比べて光の利用効率が高いと
いう利点がある。
【０００６】特開平８−０７６７００号公報には、静電
気力によりフィルムを可動（変形）させることで光シャ
ッタを構成することが記載されている。また、特開平２
−１７２７２２号公報には、バイメタル又は静電気力に
より可動するフィルムによって光シャッタを構成するこ
とが記載されている。ここで、可動部材であるフィルム
片は静電気力による吸着／離間の力によって変形する。
また、バイメタルは線膨張係数の違う２種類の金属を貼
合わせて構成されており、両金属の膨張率の違いにより
変形するものである。このような可動部材を複数配列し
てその開閉を制御することにより像が生成される。
気力によりフィルムを可動（変形）させることで光シャ
ッタを構成することが記載されている。また、特開平２
−１７２７２２号公報には、バイメタル又は静電気力に
より可動するフィルムによって光シャッタを構成するこ
とが記載されている。ここで、可動部材であるフィルム
片は静電気力による吸着／離間の力によって変形する。
また、バイメタルは線膨張係数の違う２種類の金属を貼
合わせて構成されており、両金属の膨張率の違いにより
変形するものである。このような可動部材を複数配列し
てその開閉を制御することにより像が生成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、静電気
力によりフィルムを変形させるためには、十分な駆動力
を確保できるようにフィルム片をある程度長くしなけれ
ばならない。そのため、静電気力によりフィルム片を変
形させて像を生成する装置では、動作速度が遅くなると
いう問題がある。一方、バイメタルは変形率が低いため
に光の利用効率が悪く、コントラストが低いという問題
がある。さらに、静電気力によりフィルムを変形させる
場合には、そのフィルムに高電圧を印加する必要があ
る。また、バイメタルを変形させる場合には、前者ほど
の高電圧は要求されないものの低駆動電圧化には改善の
余地がある。
力によりフィルムを変形させるためには、十分な駆動力
を確保できるようにフィルム片をある程度長くしなけれ
ばならない。そのため、静電気力によりフィルム片を変
形させて像を生成する装置では、動作速度が遅くなると
いう問題がある。一方、バイメタルは変形率が低いため
に光の利用効率が悪く、コントラストが低いという問題
がある。さらに、静電気力によりフィルムを変形させる
場合には、そのフィルムに高電圧を印加する必要があ
る。また、バイメタルを変形させる場合には、前者ほど
の高電圧は要求されないものの低駆動電圧化には改善の
余地がある。
【０００８】そこで、本発明は、低電圧で駆動し、且
つ、高コントラストを実現する像生成装置を提供するこ
とを目的とする。また、本発明は、駆動速度の速い像生
成装置を提供することを目的とする。さらに、本発明は
安価な像生成装置を提供することを目的とする。また、
本発明は、上記像生成装置を用いた新規かつ有用な画像
形成装置を提供することを目的とする。
つ、高コントラストを実現する像生成装置を提供するこ
とを目的とする。また、本発明は、駆動速度の速い像生
成装置を提供することを目的とする。さらに、本発明は
安価な像生成装置を提供することを目的とする。また、
本発明は、上記像生成装置を用いた新規かつ有用な画像
形成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の像生成装置は、
配列された複数の高分子電解質膜の表面に選択的に電圧
を印加して、該電圧を印加した高分子電解質膜の両表面
間に電位差を生じさせることにより、該高分子電解質膜
を変形させる。これにより、液晶により像を生成する場
合と比較してコントラストの高い光像を生成することが
できる。光像は、本発明の像生成装置を用いて反射光に
より生成してもよいし、透過光により生成してもよい。
配列された複数の高分子電解質膜の表面に選択的に電圧
を印加して、該電圧を印加した高分子電解質膜の両表面
間に電位差を生じさせることにより、該高分子電解質膜
を変形させる。これにより、液晶により像を生成する場
合と比較してコントラストの高い光像を生成することが
できる。光像は、本発明の像生成装置を用いて反射光に
より生成してもよいし、透過光により生成してもよい。
【００１０】より好ましくは、上記の像生成装置におい
て、前記高分子電解質膜に被覆された電極膜に電圧を印
加することにより、前記高分子電解質膜の表面に電圧を
印加する。これにより、高分子電解質膜に確実に電圧を
印加することができ、また、高分子電解質膜に直接電圧
を印加する電極が膜状であるので、高分子電解質膜の変
形を妨げることがない。
て、前記高分子電解質膜に被覆された電極膜に電圧を印
加することにより、前記高分子電解質膜の表面に電圧を
印加する。これにより、高分子電解質膜に確実に電圧を
印加することができ、また、高分子電解質膜に直接電圧
を印加する電極が膜状であるので、高分子電解質膜の変
形を妨げることがない。
【００１１】さらに、上記の像生成装置において、前記
高分子電解質膜は、閉空間内に設けられ、前記高分子電
解質膜とそれに被覆された前記電極膜によって可動部材
が形成され、かつ、前記閉空間内に満たされた液体によ
って該可動部材が該液体中に浸されている。これによ
り、高分子電解質膜に含水できるとともに乾燥を防ぎ、
その含水状態を維持することができる。
高分子電解質膜は、閉空間内に設けられ、前記高分子電
解質膜とそれに被覆された前記電極膜によって可動部材
が形成され、かつ、前記閉空間内に満たされた液体によ
って該可動部材が該液体中に浸されている。これによ
り、高分子電解質膜に含水できるとともに乾燥を防ぎ、
その含水状態を維持することができる。
【００１２】さらに、上記の像生成装置において、前記
高分子電解質膜とそれに被覆された前記電極膜によって
可動部材を形成し、その可動部材の表面を着色する。こ
れにより、この像生成装置を用いて反射光又は透過光に
より光像を生成することができる。
高分子電解質膜とそれに被覆された前記電極膜によって
可動部材を形成し、その可動部材の表面を着色する。こ
れにより、この像生成装置を用いて反射光又は透過光に
より光像を生成することができる。
【００１３】なお、本明細書において「像」というとき
は、配列された可動部材が選択的に変形されることによ
りできるパターンをいう。また、この「像」は、２次元
平面上に配列された複数の可動部材からなるものに限ら
ず、線状に配列された複数の可動部材からなるものも含
む。即ち、本明細書おいては、線状に配列された複数の
画素を選択的にＯＮ／ＯＦＦすることによってできるそ
の線状のパターンをも「像」というものとする。一方、
本明細書において「光像」というときには、本発明の像
生成装置によって生成された像から光が反射し又は生成
された像を光が透過することによって出来た画像をいう
ものとする。
は、配列された可動部材が選択的に変形されることによ
りできるパターンをいう。また、この「像」は、２次元
平面上に配列された複数の可動部材からなるものに限ら
ず、線状に配列された複数の可動部材からなるものも含
む。即ち、本明細書おいては、線状に配列された複数の
画素を選択的にＯＮ／ＯＦＦすることによってできるそ
の線状のパターンをも「像」というものとする。一方、
本明細書において「光像」というときには、本発明の像
生成装置によって生成された像から光が反射し又は生成
された像を光が透過することによって出来た画像をいう
ものとする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面を参照して説明する。
を図面を参照して説明する。
【００１５】〔第１の実施の形態〕第１の実施の形態で
は、１次元状に配列された複数の可動部材を選択的に湾
曲変形させることにより、その変形／不変形の組合せに
より１次元的な像が形成される。即ち、第１実施例にお
いて「像」とは、ラインアレイユニットにおいて、１次
元に配列された複数の可動部材の変形／不変形の組合せ
によって生成されるパターンを意味する。
は、１次元状に配列された複数の可動部材を選択的に湾
曲変形させることにより、その変形／不変形の組合せに
より１次元的な像が形成される。即ち、第１実施例にお
いて「像」とは、ラインアレイユニットにおいて、１次
元に配列された複数の可動部材の変形／不変形の組合せ
によって生成されるパターンを意味する。
【００１６】図１は、第１の実施の形態にかかるライン
アレイユニット１０Ａの一部分を示す斜視図である。図
１では見易さのために手前側の壁部材９は図示を省略し
てある（図２参照）。ラインアレイユニット１０Ａは、
細長の透明基板６と、透明基板６の一表面にその透明基
板６の幅方向に延びて設けられた上電極板５とを有す
る。上電極板５は透明基板６の長手方向に所定間隔をお
いて複数設けられている。
アレイユニット１０Ａの一部分を示す斜視図である。図
１では見易さのために手前側の壁部材９は図示を省略し
てある（図２参照）。ラインアレイユニット１０Ａは、
細長の透明基板６と、透明基板６の一表面にその透明基
板６の幅方向に延びて設けられた上電極板５とを有す
る。上電極板５は透明基板６の長手方向に所定間隔をお
いて複数設けられている。
【００１７】それぞれの上電極板５には、その長手方向
に延びる側面に接して透明基板６に垂直に接合される保
持部材４が設けられている。この保持部材４は絶縁性の
物質からなる。さらに、その保持部材４の透明基板６に
接合しない側の端には、保持部材４に垂直に接合される
下電極板７が設けられている。これらの上電極板５、保
持部材４及び下電極板７とでコの字形状が形成される。
に延びる側面に接して透明基板６に垂直に接合される保
持部材４が設けられている。この保持部材４は絶縁性の
物質からなる。さらに、その保持部材４の透明基板６に
接合しない側の端には、保持部材４に垂直に接合される
下電極板７が設けられている。これらの上電極板５、保
持部材４及び下電極板７とでコの字形状が形成される。
【００１８】このコの字形状の凹部で可動部材としての
フィルム８０の一端が支持されて片持梁が形成されてい
る。フィルム８０は、透明基板６の幅方向には透明基板
６の幅と略同一の幅を有し、また、透明基板６の長手方
向には複数の電極板５の配置間隔と略同一の長さを有す
る。
フィルム８０の一端が支持されて片持梁が形成されてい
る。フィルム８０は、透明基板６の幅方向には透明基板
６の幅と略同一の幅を有し、また、透明基板６の長手方
向には複数の電極板５の配置間隔と略同一の長さを有す
る。
【００１９】電極板５と保持部材４とによってフィルム
８０が支持される側の透明基板６の表面と対向して透明
基板６と平行に透明板８が設けられている。透明基板６
と透明板８とは、それらの四辺に接合された長方形状の
壁部材９によって所定間隔を隔てて平行とされている。
即ち、対向する透明基板６と透明板８と４枚の壁部材９
とによって直方体が形成されており、その中には閉空間
が形成されている。そして、その閉空間には純水が充填
されている。
８０が支持される側の透明基板６の表面と対向して透明
基板６と平行に透明板８が設けられている。透明基板６
と透明板８とは、それらの四辺に接合された長方形状の
壁部材９によって所定間隔を隔てて平行とされている。
即ち、対向する透明基板６と透明板８と４枚の壁部材９
とによって直方体が形成されており、その中には閉空間
が形成されている。そして、その閉空間には純水が充填
されている。
【００２０】透明基板６と透明板８との間隔は、電極板
５と保持部材４とに支持されるフィルム８０が変形して
湾曲した場合にもそのフィルム８０が透明板８と干渉
（接触）しない間隔とされている。
５と保持部材４とに支持されるフィルム８０が変形して
湾曲した場合にもそのフィルム８０が透明板８と干渉
（接触）しない間隔とされている。
【００２１】フィルム８０は、高分子電解質膜としての
イオン交換膜１及びその両面に被覆された電極膜２及び
３によって形成される。イオン交換膜１は含水させてあ
る。上電極膜３又は下電極膜２は遮光性を有する材料に
よって構成されるか、若しくは、上電極膜３及び／又は
下電極膜２に遮光のための塗料が塗られる。これによ
り、フィルム８０はそこに入射する光を吸収し、光の進
行を遮断する。
イオン交換膜１及びその両面に被覆された電極膜２及び
３によって形成される。イオン交換膜１は含水させてあ
る。上電極膜３又は下電極膜２は遮光性を有する材料に
よって構成されるか、若しくは、上電極膜３及び／又は
下電極膜２に遮光のための塗料が塗られる。これによ
り、フィルム８０はそこに入射する光を吸収し、光の進
行を遮断する。
【００２２】具体的に、イオン交換膜１としては、フッ
素樹脂系イオン交換膜、ポリスチレンスルホン酸膜など
を用いることができる。上述のようにイオン交換膜１に
は水を含ませてあるが、この水がイオン交換膜１から蒸
発してしまうことを防止するために、透明基板６、透明
板８及び壁部材９とからなる閉空間に水を充填する。つ
まり、イオン交換膜１自体を水の中に浸すことでイオン
交換膜１の含水状態を保つようにする。
素樹脂系イオン交換膜、ポリスチレンスルホン酸膜など
を用いることができる。上述のようにイオン交換膜１に
は水を含ませてあるが、この水がイオン交換膜１から蒸
発してしまうことを防止するために、透明基板６、透明
板８及び壁部材９とからなる閉空間に水を充填する。つ
まり、イオン交換膜１自体を水の中に浸すことでイオン
交換膜１の含水状態を保つようにする。
【００２３】なお、イオン交換膜１中の水分が蒸発しな
いようにすれば、必ずしも閉空間内に水を充填しておく
必要はない。例えば、イオン交換膜１の周囲に蒸発防止
用の樹脂コートをすることによってイオン交換膜１内の
水分の蒸発を防止するようにしてもよい。さらに、各フ
ィルム８０に管を接続し、イオン交換膜１に水を適宜補
給するようにしてもよい。さらにまた、各フィルム８０
を常時水に浸しておくのではなく、貯水槽及びフィルム
８０とを相対移動させる機構を設け、定期的に或いは必
要なときのみに貯水槽からフィルム８０に水を補給する
ようにしてもよい。イオン交換膜１に含ませる液体及び
閉空間内に充填させる液体は純水の他、食塩水等の電解
質を含む溶液（好適には、水溶液）であってもよい。
いようにすれば、必ずしも閉空間内に水を充填しておく
必要はない。例えば、イオン交換膜１の周囲に蒸発防止
用の樹脂コートをすることによってイオン交換膜１内の
水分の蒸発を防止するようにしてもよい。さらに、各フ
ィルム８０に管を接続し、イオン交換膜１に水を適宜補
給するようにしてもよい。さらにまた、各フィルム８０
を常時水に浸しておくのではなく、貯水槽及びフィルム
８０とを相対移動させる機構を設け、定期的に或いは必
要なときのみに貯水槽からフィルム８０に水を補給する
ようにしてもよい。イオン交換膜１に含ませる液体及び
閉空間内に充填させる液体は純水の他、食塩水等の電解
質を含む溶液（好適には、水溶液）であってもよい。
【００２４】図１の例において上電極膜３及び下電極膜
２の材料は、ニッケルである。両電極膜の材料として
は、金や白金、パラジウム、イリジウム等の貴金属や、
ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン等の導電
性高分子を用いることもできる。また、イオン交換膜１
に電極膜２及び３を被覆する方法として、スパッタリン
グ法、蒸着法、電気メッキ法、塗布法、圧着法、溶着法
などの方法を採用することができる。
２の材料は、ニッケルである。両電極膜の材料として
は、金や白金、パラジウム、イリジウム等の貴金属や、
ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン等の導電
性高分子を用いることもできる。また、イオン交換膜１
に電極膜２及び３を被覆する方法として、スパッタリン
グ法、蒸着法、電気メッキ法、塗布法、圧着法、溶着法
などの方法を採用することができる。
【００２５】透明基板６と対向する側のイオン交換膜１
の表面に設けられた上電極膜３は、上電極板５と接触し
ている。一方、下電極膜２は、絶縁性の保持部材４によ
って上電極板５とは絶縁された状態で下電極板７と接触
している。
の表面に設けられた上電極膜３は、上電極板５と接触し
ている。一方、下電極膜２は、絶縁性の保持部材４によ
って上電極板５とは絶縁された状態で下電極板７と接触
している。
【００２６】このような構成のラインアレイユニット１
０Ａにおいて、電極５と電極７との間に電圧を印加する
と、上電極板５に接触している上電極膜３と下電極板７
に接触している下電極膜２との間に電位差が生じる。す
ると、フィルム８０が湾曲変形する。複数設けられたフ
ィルム８０を選択的に変形させることによってラインア
レイユニット１０Ａ全体として１次元的な像が生成され
る。このとき透明基板６の外側から一様に光を与えると
ともに、複数のフィルム８０によって像を生成すると、
フィルム８０に遮断されることなく透過した光によって
透明板８側に光像が生成されることになる。なお、図１
のラインアレイユニット１０Ａでは、フィルム８０が変
形により約９０度曲がっているが、フィルム厚、フィル
ム長さ、印加電圧などを調整することにより、変形によ
りフィルム８０が巻き上がるような構成としてもよい。
０Ａにおいて、電極５と電極７との間に電圧を印加する
と、上電極板５に接触している上電極膜３と下電極板７
に接触している下電極膜２との間に電位差が生じる。す
ると、フィルム８０が湾曲変形する。複数設けられたフ
ィルム８０を選択的に変形させることによってラインア
レイユニット１０Ａ全体として１次元的な像が生成され
る。このとき透明基板６の外側から一様に光を与えると
ともに、複数のフィルム８０によって像を生成すると、
フィルム８０に遮断されることなく透過した光によって
透明板８側に光像が生成されることになる。なお、図１
のラインアレイユニット１０Ａでは、フィルム８０が変
形により約９０度曲がっているが、フィルム厚、フィル
ム長さ、印加電圧などを調整することにより、変形によ
りフィルム８０が巻き上がるような構成としてもよい。
【００２７】次に、直線状に配列された複数のフィルム
８０を選択的に変形させるための構成について図２を参
照して説明する。図２は像生成装置１００Ａの回路構成
であり、ラインアレイユニット１０Ａを透明基板６の側
から見た図として示されている。像生成装置１００Ａ
は、ラインアレイユニット１０Ａと駆動回路２０とコン
トローラ５０とからなる。ラインアレイユニット１０Ａ
の複数の電極板５及び７のそれぞれは駆動回路２０に接
続されている。駆動回路２０はコントローラ５０に制御
されることによって電源３０からの電圧を各電極板５、
７に選択的に印加する。
８０を選択的に変形させるための構成について図２を参
照して説明する。図２は像生成装置１００Ａの回路構成
であり、ラインアレイユニット１０Ａを透明基板６の側
から見た図として示されている。像生成装置１００Ａ
は、ラインアレイユニット１０Ａと駆動回路２０とコン
トローラ５０とからなる。ラインアレイユニット１０Ａ
の複数の電極板５及び７のそれぞれは駆動回路２０に接
続されている。駆動回路２０はコントローラ５０に制御
されることによって電源３０からの電圧を各電極板５、
７に選択的に印加する。
【００２８】図３（ａ）及び（ｂ）は、駆動回路２０に
よるフィルム８０の駆動の原理を説明するための図であ
る。スイッチが遮断された状態では電極板５及び７の間
には電圧が印加されず、従ってフィルム８０は変形しな
い（図３（ａ））。電極板５及び７の間に電圧が印加さ
れると、電極膜３及び２を介してイオン交換膜１の表面
に電圧が印加され、イオン交換膜１の膜厚方向に電位差
が生じる。これによってフィルム８０が変形する（図３
（ｂ））。なお、図３（ａ）（ｂ）の例では、フィルム
８０はプラス電圧が印加された下電極板７の側に湾曲す
ることになる。
よるフィルム８０の駆動の原理を説明するための図であ
る。スイッチが遮断された状態では電極板５及び７の間
には電圧が印加されず、従ってフィルム８０は変形しな
い（図３（ａ））。電極板５及び７の間に電圧が印加さ
れると、電極膜３及び２を介してイオン交換膜１の表面
に電圧が印加され、イオン交換膜１の膜厚方向に電位差
が生じる。これによってフィルム８０が変形する（図３
（ｂ））。なお、図３（ａ）（ｂ）の例では、フィルム
８０はプラス電圧が印加された下電極板７の側に湾曲す
ることになる。
【００２９】このようなスイッチングをコントローラ５
０が駆動回路２を制御することによって、複数の画素に
ついて選択的に行うことにより、ラインアレイユニット
１０Ａに所望の像を生成することができる。
０が駆動回路２を制御することによって、複数の画素に
ついて選択的に行うことにより、ラインアレイユニット
１０Ａに所望の像を生成することができる。
【００３０】〔応用例〕このような像生成装置１００Ａ
を、感光体上に静電潜像を形成するための光シャッタと
して用いた応用例を説明する。図４は画像形成装置１Ａ
の構成を示す概略図である。画像形成装置１Ａは電子写
真方式によってシートＳ上にトナー像を形成するための
装置である。ここでは、像生成装置１００Ａが画素ごと
に選択的に光を透過することによって光像が生成され
る。画像形成装置１Ａは筒型形状の感光体５１を中心と
してその周りに帯電装置５２と、露光装置５３と、現像
装置５４と、転写装置５５とが設けられている。また、
感光体２１と転写装置５５とによってシートＳが搬送さ
れる先に定着装置５６が設けられている。上記の各構成
要素は紙面に垂直な方向に延びて設けられている。
を、感光体上に静電潜像を形成するための光シャッタと
して用いた応用例を説明する。図４は画像形成装置１Ａ
の構成を示す概略図である。画像形成装置１Ａは電子写
真方式によってシートＳ上にトナー像を形成するための
装置である。ここでは、像生成装置１００Ａが画素ごと
に選択的に光を透過することによって光像が生成され
る。画像形成装置１Ａは筒型形状の感光体５１を中心と
してその周りに帯電装置５２と、露光装置５３と、現像
装置５４と、転写装置５５とが設けられている。また、
感光体２１と転写装置５５とによってシートＳが搬送さ
れる先に定着装置５６が設けられている。上記の各構成
要素は紙面に垂直な方向に延びて設けられている。
【００３１】露光装置５３は露光ランプ５３１と、図１
及び図２に示される像生成装置１００Ａとからなる。感
光体５１は、まず帯電装置５２と対向する部分において
長手方向に一様に帯電される。帯電された感光体５１の
表面部分はその回転によって露光装置５３と対向する位
置まで移動する。露光ランプ５３１が光を発した状態で
ラインアレイユニット１０Ａの複数のフィルムを選択的
に湾曲させることによりラインアレイユニット１０Ａに
像ができるとともに、その像に対応する光像が感光体５
１に照射される。つまり、ラインアレイユニット１０Ａ
にできた像に対応する光像が感光体５１の長手方向に照
射されることとなる。ラインアレイユニット１０Ａにお
けるこのような像生成、及びその像に対応する光の感光
体５１への照射を時系列的に変化させるとともに、感光
体５１を所定の速度で周方向に回転させると、感光体５
１の周面には光の照射によって２次元状の静電潜像が形
成される。この静電潜像を現像器５４でトナーを用いて
現像する。現像装置５４によって感光体５１上に形成さ
れたトナー像は転写装置５５でシートＳ上に転写され
る。シートＳ上に転写されたトナー像は定着装置５６で
定着される。
及び図２に示される像生成装置１００Ａとからなる。感
光体５１は、まず帯電装置５２と対向する部分において
長手方向に一様に帯電される。帯電された感光体５１の
表面部分はその回転によって露光装置５３と対向する位
置まで移動する。露光ランプ５３１が光を発した状態で
ラインアレイユニット１０Ａの複数のフィルムを選択的
に湾曲させることによりラインアレイユニット１０Ａに
像ができるとともに、その像に対応する光像が感光体５
１に照射される。つまり、ラインアレイユニット１０Ａ
にできた像に対応する光像が感光体５１の長手方向に照
射されることとなる。ラインアレイユニット１０Ａにお
けるこのような像生成、及びその像に対応する光の感光
体５１への照射を時系列的に変化させるとともに、感光
体５１を所定の速度で周方向に回転させると、感光体５
１の周面には光の照射によって２次元状の静電潜像が形
成される。この静電潜像を現像器５４でトナーを用いて
現像する。現像装置５４によって感光体５１上に形成さ
れたトナー像は転写装置５５でシートＳ上に転写され
る。シートＳ上に転写されたトナー像は定着装置５６で
定着される。
【００３２】〔第２の実施の形態〕第２の実施の形態で
は、２次元状に配列された複数の可動部材を選択的に湾
曲変形させることにより、その変形／不変形の組合せに
より２次元的な像が形成される。即ち、第２実施例にお
いて「像」とは、マトリクスアレイユニットにおいて、
２次元状に配列された複数の可動部材の変形／不変形の
組合せによって生成されるパターンを意味する。
は、２次元状に配列された複数の可動部材を選択的に湾
曲変形させることにより、その変形／不変形の組合せに
より２次元的な像が形成される。即ち、第２実施例にお
いて「像」とは、マトリクスアレイユニットにおいて、
２次元状に配列された複数の可動部材の変形／不変形の
組合せによって生成されるパターンを意味する。
【００３３】図５は、第２の実施の形態にかかるマトリ
クスアレイユニット１０Ｂの一部分を示す斜視図であ
る。図５においても図１と同様に見易さのために手前側
の壁部材９Ｂの図示を省略してある。
クスアレイユニット１０Ｂの一部分を示す斜視図であ
る。図５においても図１と同様に見易さのために手前側
の壁部材９Ｂの図示を省略してある。
【００３４】本実施の形態では、複数のフィルム８０を
行方向（図５に示す横方向）及び列方向（図５に示す奥
行き方向）に配列することで、２次元的に配列された画
素からなる像生成装置が実現される。このために、マト
リクスアレイユニット１０Ｂは方形の透明基板６Ｂを有
する。この透明基板６Ｂの一表面（図５に示す下面）に
は、列方向に一定の間隔を隔てて行方向に延びる複数の
ゲート電極２１としての透明電極が接合されている。さ
らにこのゲート電極２１の上に重ねてこのゲート電極２
１に直行する方向に所定間隔を隔てて導電性のスペーサ
５Ｂが設けられる。さらに絶縁性の保持部材４がスペー
サ５Ｂと垂直な方向に立設される。保持部材４の一端に
それと垂直な方向に透明電極がデータ電極７Ｂとして接
合される。複数のデータ電極７Ｂが所定間隔を隔ててゲ
ート電極２１と垂直に配列される。
行方向（図５に示す横方向）及び列方向（図５に示す奥
行き方向）に配列することで、２次元的に配列された画
素からなる像生成装置が実現される。このために、マト
リクスアレイユニット１０Ｂは方形の透明基板６Ｂを有
する。この透明基板６Ｂの一表面（図５に示す下面）に
は、列方向に一定の間隔を隔てて行方向に延びる複数の
ゲート電極２１としての透明電極が接合されている。さ
らにこのゲート電極２１の上に重ねてこのゲート電極２
１に直行する方向に所定間隔を隔てて導電性のスペーサ
５Ｂが設けられる。さらに絶縁性の保持部材４がスペー
サ５Ｂと垂直な方向に立設される。保持部材４の一端に
それと垂直な方向に透明電極がデータ電極７Ｂとして接
合される。複数のデータ電極７Ｂが所定間隔を隔ててゲ
ート電極２１と垂直に配列される。
【００３５】これらの複数のスペーサ５Ｂ、保持部材４
及びデータ電極７Ｂにより形成されるそれぞれのコの字
形状の凹部にフィルム８０の一端が保持されることによ
りマトリクス状に配置された複数の片持梁が形成され
る。フィルム８０は、データ電極７Ｂの間隔、即ち複数
形成されているコの字形状の行方向の間隔に対応する長
さを有し、また、ゲート電極２１の間隔に対応する幅を
有する。
及びデータ電極７Ｂにより形成されるそれぞれのコの字
形状の凹部にフィルム８０の一端が保持されることによ
りマトリクス状に配置された複数の片持梁が形成され
る。フィルム８０は、データ電極７Ｂの間隔、即ち複数
形成されているコの字形状の行方向の間隔に対応する長
さを有し、また、ゲート電極２１の間隔に対応する幅を
有する。
【００３６】フィルムが支持される側の透明基板６Ｂの
面と対向してその透明基板６と平行に底板８Ｂが設けら
れる。互いに対向する透明基板６Ｂと底板８Ｂ及び４枚
の壁部材とによって閉空間が形成されている点や、透明
基板６Ｂと底板８Ｂとはフィルム８０が底板８Ｂと干渉
しないような間隔とされている点は第１の実施の形態と
同様である。
面と対向してその透明基板６と平行に底板８Ｂが設けら
れる。互いに対向する透明基板６Ｂと底板８Ｂ及び４枚
の壁部材とによって閉空間が形成されている点や、透明
基板６Ｂと底板８Ｂとはフィルム８０が底板８Ｂと干渉
しないような間隔とされている点は第１の実施の形態と
同様である。
【００３７】フィルム８０の構成も第１の実施の形態と
同様に、高分子電解質膜としてのイオン交換膜１の両面
に電極膜２及び３を被覆して構成される。イオン交換膜
１に含水させることも第１の実施の形態と同じである。
また、ゲート電極２１とデータ電極７Ｂとの間に電圧を
印加することにより上電極膜と下電極膜との間に電圧を
かけて電位差を生じさせる点も第１の実施形態と同様で
ある。
同様に、高分子電解質膜としてのイオン交換膜１の両面
に電極膜２及び３を被覆して構成される。イオン交換膜
１に含水させることも第１の実施の形態と同じである。
また、ゲート電極２１とデータ電極７Ｂとの間に電圧を
印加することにより上電極膜と下電極膜との間に電圧を
かけて電位差を生じさせる点も第１の実施形態と同様で
ある。
【００３８】本実施の形態では、フィルム８０の上電極
膜３に所定の色を付してある。そして、底板８Ｂのフィ
ルム８０側の面にも黒などの基色を付する。マトリクス
アレイユニット１０Ｂを透明基板６Ｂの側から観察する
と、フィルムが変形していない状態ではその画素はフィ
ルムにつけられた色となり、フィルムが変形している状
態ではその画素が黒などの基色となる。マトリクス状に
配列された各フィルムを選択的に変形させることによ
り、マトリクスアレイユニットに２次元状の像が生成さ
れ。そして、透明基板６Ｂの側からは、フィルムに付さ
れた色が選択的に表示された光像として観察される。複
数のフィルムのそれぞれにＲ、Ｇ、Ｂなどの異なる色を
付すれば、多色の光像（カラー像）が表示される。
膜３に所定の色を付してある。そして、底板８Ｂのフィ
ルム８０側の面にも黒などの基色を付する。マトリクス
アレイユニット１０Ｂを透明基板６Ｂの側から観察する
と、フィルムが変形していない状態ではその画素はフィ
ルムにつけられた色となり、フィルムが変形している状
態ではその画素が黒などの基色となる。マトリクス状に
配列された各フィルムを選択的に変形させることによ
り、マトリクスアレイユニットに２次元状の像が生成さ
れ。そして、透明基板６Ｂの側からは、フィルムに付さ
れた色が選択的に表示された光像として観察される。複
数のフィルムのそれぞれにＲ、Ｇ、Ｂなどの異なる色を
付すれば、多色の光像（カラー像）が表示される。
【００３９】このように、第２の実施の形態では、フィ
ルム８０を変形させずにそのフィルム８０によって光を
反射させるか、フィルム８０を変形させて底板８Ｂによ
って光を吸収させるか、を画素ごとに制御することによ
って光像を生成する。即ち、第２の実施の形態では、反
射型の表示装置が実現される。
ルム８０を変形させずにそのフィルム８０によって光を
反射させるか、フィルム８０を変形させて底板８Ｂによ
って光を吸収させるか、を画素ごとに制御することによ
って光像を生成する。即ち、第２の実施の形態では、反
射型の表示装置が実現される。
【００４０】マトリクス状に配置された複数のフィルム
を選択的に変形させるための構成について図６を参照し
て説明する。図６は像生成装置１００Ｂの回路構成を示
す平面図である。像生成装置１００Ｂは、マトリクスア
レイユニット１０Ｂとゲート回路２０Ｇとデータ回路２
０Ｄとで構成される。
を選択的に変形させるための構成について図６を参照し
て説明する。図６は像生成装置１００Ｂの回路構成を示
す平面図である。像生成装置１００Ｂは、マトリクスア
レイユニット１０Ｂとゲート回路２０Ｇとデータ回路２
０Ｄとで構成される。
【００４１】マトリクスアレイユニット１０Ｂの複数の
ゲート電極２１のそれぞれにはゲート駆動回路２０Ｇが
接続されている。また、複数のデータ電極７Ｂのそれぞ
れはデータ駆動回路２０Ｄに接続されている。ゲート駆
動回路２０Ｇ及びデータ駆動回路２０Ｄはそれぞれコン
トローラ５０に制御されることよって各電極に選択的に
電圧を印加する。
ゲート電極２１のそれぞれにはゲート駆動回路２０Ｇが
接続されている。また、複数のデータ電極７Ｂのそれぞ
れはデータ駆動回路２０Ｄに接続されている。ゲート駆
動回路２０Ｇ及びデータ駆動回路２０Ｄはそれぞれコン
トローラ５０に制御されることよって各電極に選択的に
電圧を印加する。
【００４２】電圧を印加されたフィルム８０では、上電
極膜３と接合するイオン交換膜１の表面と下電極膜２と
接合するイオン交換膜１の表面との間に電位差が生じ
る。この電位差によってそのフィルム８０は湾曲変形す
る。
極膜３と接合するイオン交換膜１の表面と下電極膜２と
接合するイオン交換膜１の表面との間に電位差が生じ
る。この電位差によってそのフィルム８０は湾曲変形す
る。
【００４３】いま、ある画素がゲート電極２１よりある
極性の電圧を印加されデータ電極７Ｂから逆極性の電圧
を印加されるとすると、その画素におけるイオン交換膜
１の表面には十分大きな電位差が生じてその画素のフィ
ルム８０が変形することになる。一方、ある画素がゲー
ト電極２１により電圧を印加されるとともにデータ電極
７Ｂからも同極性の電圧を印加されるとイオン交換膜１
にかかる電位差は小さくなり、従って、その画素のフィ
ルム８０が実質的に変形しないようにすることができ
る。このように、あるゲート電極２１に電圧が印加され
た状態で選択的にデータ電極７Ｂに電圧を印加すること
で、そのゲート電極２１に対応する行に配された複数の
フィルム８０を選択的に変形させることができる。この
ような行方向における選択的変形を各行について順に行
う単純マトリクス駆動により、２次元状に配列された複
数のフィルム８０を選択的に変形させることができる。
極性の電圧を印加されデータ電極７Ｂから逆極性の電圧
を印加されるとすると、その画素におけるイオン交換膜
１の表面には十分大きな電位差が生じてその画素のフィ
ルム８０が変形することになる。一方、ある画素がゲー
ト電極２１により電圧を印加されるとともにデータ電極
７Ｂからも同極性の電圧を印加されるとイオン交換膜１
にかかる電位差は小さくなり、従って、その画素のフィ
ルム８０が実質的に変形しないようにすることができ
る。このように、あるゲート電極２１に電圧が印加され
た状態で選択的にデータ電極７Ｂに電圧を印加すること
で、そのゲート電極２１に対応する行に配された複数の
フィルム８０を選択的に変形させることができる。この
ような行方向における選択的変形を各行について順に行
う単純マトリクス駆動により、２次元状に配列された複
数のフィルム８０を選択的に変形させることができる。
【００４４】このような単純マトリクス駆動を行うため
には、フィルム８０を構成する材料や構成などを適宜選
択し、所定電圧以下では変形が十分小さくなるようなも
のとしておくことが好ましい。なお、画素毎に薄膜トラ
ンジスタ（ＴＦＴ）などのスイッチング素子を設けたア
クティブマトリクス駆動によりフィルム８０を変形させ
るようにしてもよい。
には、フィルム８０を構成する材料や構成などを適宜選
択し、所定電圧以下では変形が十分小さくなるようなも
のとしておくことが好ましい。なお、画素毎に薄膜トラ
ンジスタ（ＴＦＴ）などのスイッチング素子を設けたア
クティブマトリクス駆動によりフィルム８０を変形させ
るようにしてもよい。
【００４５】〔第３の実施の形態〕第３の実施形態で
は、第２実施形態の図５において、互いに対向する透明
基板６Ｂと底板８Ｂ及び４枚の壁部材とによって形成さ
れる閉空間に着色された液体５００を充填する。そうす
ることにより、フィルム８０の変形がより少ない状態
で、そこに入射する光を反射させるか吸収させるか、を
選択することが出来る。
は、第２実施形態の図５において、互いに対向する透明
基板６Ｂと底板８Ｂ及び４枚の壁部材とによって形成さ
れる閉空間に着色された液体５００を充填する。そうす
ることにより、フィルム８０の変形がより少ない状態
で、そこに入射する光を反射させるか吸収させるか、を
選択することが出来る。
【００４６】図７は、第３の実施形態の原理を示す断面
図である。図７（ａ）の状態（電圧が印加されず、フィ
ルム８０が変形していない状態）では、透明基板６Ｂと
フィルム８０の間には、実質液体は存在せず、第２実施
形態と同じようにフィルム８０の表面により入射光が反
射される。図７（ｂ）の状態（電圧が印加され、フィル
ム８０が変形している状態）では、透明基板６Ｂとフィ
ルム８０の間に着色液体５００が存在することになり、
フィルム８０による入射光の反射が妨げられる。
図である。図７（ａ）の状態（電圧が印加されず、フィ
ルム８０が変形していない状態）では、透明基板６Ｂと
フィルム８０の間には、実質液体は存在せず、第２実施
形態と同じようにフィルム８０の表面により入射光が反
射される。図７（ｂ）の状態（電圧が印加され、フィル
ム８０が変形している状態）では、透明基板６Ｂとフィ
ルム８０の間に着色液体５００が存在することになり、
フィルム８０による入射光の反射が妨げられる。
【００４７】本実施例では、充填する液体の種類（色、
透過率、等）を選ぶことにより、効率良く光を吸収する
ことが可能になり、その結果、液体の存在しない場合あ
るいは透明液体の場合に比べて、フィルム８０の変形角
度が小さい状態で入射する光の吸収（即ち該当画素の非
反射）が達成される。このことは、駆動電圧の低減下や
画像の切り替え速度の向上、といった応答性改善の効果
をもたらす。
透過率、等）を選ぶことにより、効率良く光を吸収する
ことが可能になり、その結果、液体の存在しない場合あ
るいは透明液体の場合に比べて、フィルム８０の変形角
度が小さい状態で入射する光の吸収（即ち該当画素の非
反射）が達成される。このことは、駆動電圧の低減下や
画像の切り替え速度の向上、といった応答性改善の効果
をもたらす。
【００４８】充填する着色液体を黒色とし、それぞれの
フィルム８０の上電極膜３をＲ、Ｇ、Ｂ等の異なる色で
着色することによりカラー表示が可能である点は、第２
実施例と同様である。
フィルム８０の上電極膜３をＲ、Ｇ、Ｂ等の異なる色で
着色することによりカラー表示が可能である点は、第２
実施例と同様である。
【００４９】また、本発明では別の以下のような方法で
もカラー表示が可能である。即ち、フィルム８０の上電
極膜３の上面を波長依存性がなく反射率の高い表面と
し、着色液体を充填する閉空間を各画素毎としてそれぞ
れにＲ、Ｇ、Ｂ等の異なる色を反射する液体を充填する
ことにより、各画素を白（厳密には電極膜３の上面によ
り入射光が反射された状態）か、あるいは着色液体によ
る反射色か、で表現することが可能になり、カラー画像
が表示可能となる。
もカラー表示が可能である。即ち、フィルム８０の上電
極膜３の上面を波長依存性がなく反射率の高い表面と
し、着色液体を充填する閉空間を各画素毎としてそれぞ
れにＲ、Ｇ、Ｂ等の異なる色を反射する液体を充填する
ことにより、各画素を白（厳密には電極膜３の上面によ
り入射光が反射された状態）か、あるいは着色液体によ
る反射色か、で表現することが可能になり、カラー画像
が表示可能となる。
【００５０】更には、上記同様の構成において、充填す
る液体を透過型の着色液体として、印加電圧を多段階で
制御することにより、多値のカラー表示が可能となる。
即ち、印加電圧を変えることにより、フィルムの変形角
度が変化し、それにより、入射した光がフィルム８０の
上面で反射され出射していく際に通過する、充填液体の
パスの長さが変化する。その結果、観察される反射光で
ある、充填液体により着色された（厳密には波長選択さ
れた）出射光の濃度（厳密には光の透過量）が変化し、
反射か非反射かの２値表示ではなく、その間の中間値を
表示できる多値表現が可能となる。そして、この場合に
も、底板８Ｂのフィルム８０側の面を黒にすることによ
り、フィルム８０を大きく変形させた場合に黒が表現出
来る。従って、一つの画素で、黒から多階調の色、そし
て白（厳密には電極膜３の上面により光が反射された状
態）が表現出来ることになる。
る液体を透過型の着色液体として、印加電圧を多段階で
制御することにより、多値のカラー表示が可能となる。
即ち、印加電圧を変えることにより、フィルムの変形角
度が変化し、それにより、入射した光がフィルム８０の
上面で反射され出射していく際に通過する、充填液体の
パスの長さが変化する。その結果、観察される反射光で
ある、充填液体により着色された（厳密には波長選択さ
れた）出射光の濃度（厳密には光の透過量）が変化し、
反射か非反射かの２値表示ではなく、その間の中間値を
表示できる多値表現が可能となる。そして、この場合に
も、底板８Ｂのフィルム８０側の面を黒にすることによ
り、フィルム８０を大きく変形させた場合に黒が表現出
来る。従って、一つの画素で、黒から多階調の色、そし
て白（厳密には電極膜３の上面により光が反射された状
態）が表現出来ることになる。
【００５１】〔第４の実施の形態〕第４の実施の形態で
は、透明基板６Ｂと高分子電解質膜であるフィルム８０
との間に、光の反射を担う別の反射用フィルム２００を
介在させると共に、互いに対向する透明基板６Ｂと底板
８Ｂとによって形成される閉空間に着色された液体５０
０を充填する。
は、透明基板６Ｂと高分子電解質膜であるフィルム８０
との間に、光の反射を担う別の反射用フィルム２００を
介在させると共に、互いに対向する透明基板６Ｂと底板
８Ｂとによって形成される閉空間に着色された液体５０
０を充填する。
【００５２】図８は、第４の実施形態の原理を示す断面
図である。反射用フィルム２００は図のように壁部材と
透明基板６Ｂにより支持されると共に、画素中央におい
て透明基板６Ｂから離れるように撓んでおり、その下
（底板８Ｂ側）にフィルム８０が配置される。
図である。反射用フィルム２００は図のように壁部材と
透明基板６Ｂにより支持されると共に、画素中央におい
て透明基板６Ｂから離れるように撓んでおり、その下
（底板８Ｂ側）にフィルム８０が配置される。
【００５３】図８（ａ）の状態（電圧が印加されず、フ
ィルム８０が変形していない状態）では、透明基板６Ｂ
と反射用フィルム２００の間には着色液体５００が存在
し、入射光の反射が妨げられる。電圧が印加されると、
フィルム８０は変形し、反射用フィルム２００を押し上
げ、図８（ｂ）の状態となる。その結果、透明基板６Ｂ
と反射用フィルム２００との間の着色液体は、周辺へ流
動し、反射用フィルム２００は実質透明基板６Ｂに密着
するようになり、光が反射される。
ィルム８０が変形していない状態）では、透明基板６Ｂ
と反射用フィルム２００の間には着色液体５００が存在
し、入射光の反射が妨げられる。電圧が印加されると、
フィルム８０は変形し、反射用フィルム２００を押し上
げ、図８（ｂ）の状態となる。その結果、透明基板６Ｂ
と反射用フィルム２００との間の着色液体は、周辺へ流
動し、反射用フィルム２００は実質透明基板６Ｂに密着
するようになり、光が反射される。
【００５４】本実施例においても、充填する液体の種類
（色、透過率、等）を選ぶことにより、フィルム８０の
変形角度を大きくすることなく、光の反射、非反射を切
り替えることが出来る。
（色、透過率、等）を選ぶことにより、フィルム８０の
変形角度を大きくすることなく、光の反射、非反射を切
り替えることが出来る。
【００５５】また、反射用フィルム２００の表面状態
（色、反射具合、等）及び充填する液体の種類（色、反
射型か透過型か、等）を選ぶことによりカラー表示が可
能となる点は第４実施形態と同じである。
（色、反射具合、等）及び充填する液体の種類（色、反
射型か透過型か、等）を選ぶことによりカラー表示が可
能となる点は第４実施形態と同じである。
【００５６】〔第５の実施の形態〕第５の実施の形態で
は、第４の実施形態の反射用フィルム２００の代わり
に、フィルム８０と同じ高分子電解質膜であるフィルム
３００を用いる。
は、第４の実施形態の反射用フィルム２００の代わり
に、フィルム８０と同じ高分子電解質膜であるフィルム
３００を用いる。
【００５７】図９は、第５の実施形態の原理を示す断面
図である。フィルム３００は図のように連続した形態
で、壁部材と透明基板６Ｂにより支持されると共に、画
素中央において透明基板６Ｂから離れるように撓んでお
り、互いに対向する透明基板６Ｂと底版８Ｂとによって
形成される閉空間には着色された液体５００が充填され
ている。
図である。フィルム３００は図のように連続した形態
で、壁部材と透明基板６Ｂにより支持されると共に、画
素中央において透明基板６Ｂから離れるように撓んでお
り、互いに対向する透明基板６Ｂと底版８Ｂとによって
形成される閉空間には着色された液体５００が充填され
ている。
【００５８】図９（ａ）の状態（電圧が印加されず、フ
ィルム３００が変形していない状態）では、透明基板６
Ｂとフィルム３００の間には着色液体５００が存在し、
入射した光の反射が妨げられる。電圧が印加されると、
フィルム３００は変形し、図９（ｂ）の状態となる。そ
の結果、透明基板６Ｂとフィルム３００との間の着色液
体は、周辺へ流動し、フィルム３００は実質透明基板６
Ｂに密着するようになり、入射光は反射される。
ィルム３００が変形していない状態）では、透明基板６
Ｂとフィルム３００の間には着色液体５００が存在し、
入射した光の反射が妨げられる。電圧が印加されると、
フィルム３００は変形し、図９（ｂ）の状態となる。そ
の結果、透明基板６Ｂとフィルム３００との間の着色液
体は、周辺へ流動し、フィルム３００は実質透明基板６
Ｂに密着するようになり、入射光は反射される。
【００５９】本実施例においても、フィルム３００の小
さい変形で光の反射、非反射が達成され、駆動電圧の低
減下や画像の切り替え速度の向上、といった応答性改善
の効果が得られる。また更には、フィルム３００の高分
子電解質膜が、複数画素にわたって一枚（例えば列毎の
帯状）として配置出来るため、他の実施形態のように画
素毎の小片となったフィルムを個々に配置する必要がな
くなり、素子の作製が容易になる。本実施形態における
電圧の印加は、図６の形態のほか、種々の印加手法が可
能である。また、フィルム３００の表面状態（色、反射
具合、等）及び充填する液体の種類（色、反射型か透過
型か、等）を選ぶことによりカラー表示が可能となる点
は第５実施形態と同じである。
さい変形で光の反射、非反射が達成され、駆動電圧の低
減下や画像の切り替え速度の向上、といった応答性改善
の効果が得られる。また更には、フィルム３００の高分
子電解質膜が、複数画素にわたって一枚（例えば列毎の
帯状）として配置出来るため、他の実施形態のように画
素毎の小片となったフィルムを個々に配置する必要がな
くなり、素子の作製が容易になる。本実施形態における
電圧の印加は、図６の形態のほか、種々の印加手法が可
能である。また、フィルム３００の表面状態（色、反射
具合、等）及び充填する液体の種類（色、反射型か透過
型か、等）を選ぶことによりカラー表示が可能となる点
は第５実施形態と同じである。
【００６０】〔実験例〕高分子電解質膜を変形させるこ
とにより反射光の光像を生成する装置について実験例を
示す。まず、図５の構成において、可動部材としてのフ
ィルム８０は、厚さ２０μｍのフッ素樹脂系陽イオン交
換膜にニッケルのメッキを施し、幅１ｍｍ長さ２ｍｍに
裁断して製造した。そして、そのフィルム８０を図４の
ような構成による片持ち梁として透明基板６Ｂに取り付
けた。さらに、そのフィルム８０が純水中に浸るように
閉空間内に純水を充填した。
とにより反射光の光像を生成する装置について実験例を
示す。まず、図５の構成において、可動部材としてのフ
ィルム８０は、厚さ２０μｍのフッ素樹脂系陽イオン交
換膜にニッケルのメッキを施し、幅１ｍｍ長さ２ｍｍに
裁断して製造した。そして、そのフィルム８０を図４の
ような構成による片持ち梁として透明基板６Ｂに取り付
けた。さらに、そのフィルム８０が純水中に浸るように
閉空間内に純水を充填した。
【００６１】このようの構成において、ゲート電極２１
とデータ電極７Ｂとの間に１Ｖの電圧を印加すると、フ
ィルム８０は大きく湾曲した。また、その後０Ｖに戻す
ことで元の形状に戻った。このとき、底板８Ｂの透明基
板６Ｂと対向する面には、黒の着色をするために黒く樹
脂コートしておいた。さらに、上電極膜３のニッケル電
極には、白の塗料を薄くコートしている。従って、透明
基板６Ｂの側から観察すると、フィルム８０が湾曲した
画素は黒く、フィルム８０が変形しない画素は白くな
る。
とデータ電極７Ｂとの間に１Ｖの電圧を印加すると、フ
ィルム８０は大きく湾曲した。また、その後０Ｖに戻す
ことで元の形状に戻った。このとき、底板８Ｂの透明基
板６Ｂと対向する面には、黒の着色をするために黒く樹
脂コートしておいた。さらに、上電極膜３のニッケル電
極には、白の塗料を薄くコートしている。従って、透明
基板６Ｂの側から観察すると、フィルム８０が湾曲した
画素は黒く、フィルム８０が変形しない画素は白くな
る。
【００６２】実際に黒色部及び白色部の濃度を反射濃度
計（コニカ社製のSakura DENSITOMETER PDA-65）を用い
て測定したところ、白は０．３であるのに対して、黒は
１．２〜１．４の値であった。
計（コニカ社製のSakura DENSITOMETER PDA-65）を用い
て測定したところ、白は０．３であるのに対して、黒は
１．２〜１．４の値であった。
【００６３】〔変形例〕上記実施例では、可動部材を構
成する膜としてイオン交換膜を用いた。イオン交換膜の
場合は、数ボルト程度の低いの駆動電圧で１００Ｈｚ程
度の高い応答速度を得ることができ、また曲げ角度も十
分である点で優れている。しかし、本発明の像生成装置
における可動部材はこれに限らず、例えば、電子導電性
膜や誘電体高分子膜やオルガノゲル膜など、他の高分子
電解質膜を用いてもよい。
成する膜としてイオン交換膜を用いた。イオン交換膜の
場合は、数ボルト程度の低いの駆動電圧で１００Ｈｚ程
度の高い応答速度を得ることができ、また曲げ角度も十
分である点で優れている。しかし、本発明の像生成装置
における可動部材はこれに限らず、例えば、電子導電性
膜や誘電体高分子膜やオルガノゲル膜など、他の高分子
電解質膜を用いてもよい。
【００６４】
【発明の効果】本発明の像生成装置は、各画素における
可動部材として高分子電解質膜を用いたので、低電圧で
駆動することができ、また、駆動速度の速い像生成装置
を提供することができる。
可動部材として高分子電解質膜を用いたので、低電圧で
駆動することができ、また、駆動速度の速い像生成装置
を提供することができる。
【００６５】さらに、高分子電解質膜は一般に汎用的な
膜であり安価に入手することができるので像生成装置の
製造コストを低減することができる。
膜であり安価に入手することができるので像生成装置の
製造コストを低減することができる。
【００６６】また、高分子電解質膜を用いた可動部材は
バイメタルや静電気力による可動部材と比較して湾曲変
形の度合いが大きくコントラストの高い像生成装置を提
供することができる。
バイメタルや静電気力による可動部材と比較して湾曲変
形の度合いが大きくコントラストの高い像生成装置を提
供することができる。
【図１】 第１の実施の形態にかかるラインアレイユニ
ット１０Ａの一部分を示す斜視図
ット１０Ａの一部分を示す斜視図
【図２】 第1の実施の形態にかかる像生成装置１００
の回路構成を示す図
の回路構成を示す図
【図３】 フィルム８０の変形駆動の原理を示す図であ
り、（ａ）は電圧が印加されていない状態を、（ｂ）は
電圧が印加されている状態をそれぞれ示す
り、（ａ）は電圧が印加されていない状態を、（ｂ）は
電圧が印加されている状態をそれぞれ示す
【図４】 第1の実施の形態にかかる像生成装置を採用
した画像形成装置１Ａの構成を示す概略図
した画像形成装置１Ａの構成を示す概略図
【図５】 第２の実施の形態にかかるマトリクスアレイ
ユニット１０Ｂの一部分を示す斜視図
ユニット１０Ｂの一部分を示す斜視図
【図６】 第２の実施の形態にかかる像生成装置の回路
構成を示す平面図
構成を示す平面図
【図７】 第３の実施の形態にかかる像生成装置の原理
を示す図であり、（ａ）は電圧が印加されていない状態
を、（ｂ）は電圧が印加されている状態をそれぞれ示す
を示す図であり、（ａ）は電圧が印加されていない状態
を、（ｂ）は電圧が印加されている状態をそれぞれ示す
【図８】 第４の実施の形態にかかる像生成装置の原理
を示す図であり、（ａ）は電圧が印加されていない状態
を、（ｂ）は電圧が印加されている状態をそれぞれ示す
を示す図であり、（ａ）は電圧が印加されていない状態
を、（ｂ）は電圧が印加されている状態をそれぞれ示す
【図９】 第５の実施の形態にかかる像生成装置の原理
を示す図であり、（ａ）は電圧が印加されていない状態
を、（ｂ）は電圧が印加されている状態をそれぞれ示す
を示す図であり、（ａ）は電圧が印加されていない状態
を、（ｂ）は電圧が印加されている状態をそれぞれ示す
１：イオン交換膜（高分子電解質膜）
２、３：電極膜
８０：フィルム（可動部材）
１０Ａ：ラインアレイユニット
１０Ｂ：マトリクスアレイユニット
１００Ａ、１００Ｂ：像生成装置
２００：反射用フィルム（可撓性部材）
５００：着色液体
Claims (13)
- 【請求項１】 配列された複数の高分子電解質膜と、 前記の高分子電解質膜の表面に電圧を印加して、該電圧
を印加した高分子電解質膜の両表面間に電位差を生じさ
せることにより、該高分子電解質膜を変形させる電圧印
加手段と、 前記複数の高分子電解質膜に選択的に電圧を印加するよ
うに前記電圧印加手段を制御する制御手段とを有する像
生成装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の像生成装置であって、 前記電圧印加手段は、前記高分子電解質膜に被覆された
電極膜に電圧を印加することにより、前記高分子電解質
膜の表面に電圧を印加する像生成装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の像生成装置であって、 前記高分子電解質膜は、閉空間内に設けられ、 前記高分子電解質膜とそれに被覆された前記電極膜によ
って可動部材が形成され、かつ、前記閉空間内に満たさ
れた液体によって該可動部材が該液体中に浸されている
像生成装置。 - 【請求項４】 請求項３に記載の像生成装置であって、 前記液体が着色液体である像生成装置。
- 【請求項５】 請求項２に記載の像生成装置であって、 前記高分子電解質膜とそれに被覆された前記電極膜によ
って可動部材が形成され、該可動部材の表面が着色され
ている像生成装置。 - 【請求項６】 請求項１に記載の像生成装置であって、 更に前記高分子電解質膜の近傍に可撓性部材を有し、前
記高分子電解質膜の変形により前記可撓性部材を変位さ
せる像生成装置。 - 【請求項７】 請求項６に記載の像生成装置であって、 前記高分子電解質膜及び前記可撓性部材は閉空間内に設
けられ、前記閉空間内は液体により満たされている像生
成装置。 - 【請求項８】 請求項７に記載の像生成装置であって、 前記液体が着色液体である像生成装置。
- 【請求項９】 高分子電解質膜と、 前記の高分子電解質膜の複数のエリア毎に表面に電圧を
印加して、該電圧を印加した前記エリアの高分子電解質
膜の両表面間に電位差を生じさせることにより、前記高
分子電解質膜の電圧が印加された部分を変形させる電圧
印加手段と、 前記高分子電解質膜の所定エリアに、エリア毎に選択的
に電圧を印加するように前記電圧印加手段を制御する制
御手段とを有する像生成装置。 - 【請求項１０】 請求項９に記載の像生成装置であっ
て、 前記高分子電解質膜は閉空間内に設けられ、前記閉空間
内は液体により満たされている像生成装置。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の像生成装置であっ
て、 前記液体が着色液体である像生成装置。 - 【請求項１２】 請求項９に記載の像生成装置であっ
て、 前記高分子電解質膜は帯状であり複数の前記エリアに渡
り連続的に配置されている像生成装置。 - 【請求項１３】 請求項１乃至３に記載の像生成装置を
露光装置として備え、前記電圧印加手段及び前記制御手
段による前記複数の記高分子電解質膜の選択的な変形に
対応する光像によって静電潜像を作成する画像形成装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002256867A JP2003200612A (ja) | 2001-10-26 | 2002-09-02 | 像生成装置及び画像形成装置 |
| US10/274,870 US6881307B2 (en) | 2001-10-26 | 2002-10-22 | Image creating apparatus and image recording apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001329118 | 2001-10-26 | ||
| JP2001-329118 | 2001-10-26 | ||
| JP2002256867A JP2003200612A (ja) | 2001-10-26 | 2002-09-02 | 像生成装置及び画像形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003200612A true JP2003200612A (ja) | 2003-07-15 |
Family
ID=26624133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002256867A Pending JP2003200612A (ja) | 2001-10-26 | 2002-09-02 | 像生成装置及び画像形成装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6881307B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003200612A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014238545A (ja) * | 2013-06-10 | 2014-12-18 | 株式会社デンソー | 形状可変光学素子 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4049186B2 (ja) * | 2006-01-26 | 2008-02-20 | ソニー株式会社 | 光源装置 |
| DE102006007773B4 (de) * | 2006-02-20 | 2010-02-11 | Walter Dr. Kothe | Anordnung zum Spalten von Wasser |
| JP5152483B2 (ja) * | 2007-10-05 | 2013-02-27 | ソニー株式会社 | 撮像装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH074075B2 (ja) * | 1991-02-28 | 1995-01-18 | 工業技術院長 | アクチュエータ素子 |
| JP2768869B2 (ja) | 1992-06-03 | 1998-06-25 | 工業技術院長 | アクチュエータ素子 |
| JP3454932B2 (ja) | 1994-09-06 | 2003-10-06 | 株式会社東芝 | 可動フィルム型表示装置 |
| JPH0932718A (ja) | 1995-07-19 | 1997-02-04 | Terumo Corp | アクチュエータ素子 |
| JPH1172722A (ja) | 1997-08-28 | 1999-03-16 | Sharp Corp | 光開閉装置、表示装置及びこれらの製造方法 |
| US6249076B1 (en) * | 1998-04-14 | 2001-06-19 | Massachusetts Institute Of Technology | Conducting polymer actuator |
-
2002
- 2002-09-02 JP JP2002256867A patent/JP2003200612A/ja active Pending
- 2002-10-22 US US10/274,870 patent/US6881307B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014238545A (ja) * | 2013-06-10 | 2014-12-18 | 株式会社デンソー | 形状可変光学素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6881307B2 (en) | 2005-04-19 |
| US20030079986A1 (en) | 2003-05-01 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070918 |
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