JP3946378B2

JP3946378B2 - Writing device

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Publication number: JP3946378B2
Application number: JP11307199A
Authority: JP
Inventors: 幾雄加藤; 均近藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-04-21
Filing date: 1999-04-21
Publication date: 2007-07-18
Anticipated expiration: 2019-04-21
Also published as: JP2000305489A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電圧または電流の作用により可逆的に視認状態を変化させうる表示媒体に画像情報を表示可能な書き込み装置に関し、特に紙の代替となる書換え可能な電子ぺ一パ、デジタルペーパ、ウェッブペーパなどといった表示媒体に、電子情報からなる画像情報を表示せしめる書込装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は従来の書込装置５０の一例を示しており、図１１は、この書込装置５０で書き込む表示媒体２の一例を示している。この表示媒体２は、書込装置５０で書き込むことができる表示媒体であり、紙のように扱える、電圧で画像情報を書き換え可能な表示媒体の一例である。図１２は、図１０の書込装置５０の電極と図１１の表示媒体２の表示画素との位置関係と表示状態を示す概念図である。
【０００３】
図１０において、符号３は電極アレイで、基板５にスクリーン印刷等で形成された電極棒７と一体的に搭載されたスイッチング回路９からなり、これらが図面と垂直方向に多数並べられてアレイ化している。符号１１は電源回路で、画像信号に応じた電圧パルスをスイッチング回路９を経て、電極棒７に供給する。符号１３は送り機構で、この場合は表示媒体２を移動させることにより、全面に視認できる情報を表示させることができる。この代わりに表示媒体２を固定して、電極アレイ３を移動させるような機構を用いてもよい。電極アレイ３、電源回路１１、送り機構１３は図示しないハウジング内に納められ、書込装置５０として機能する。
【０００４】
図１１において、符号１４はガラス、プラスチック等からなる基板で、視認側に用いる場合には透明な材質が選ばれる。符号１５は金属、ITO,Sn0₂,ZnO:Al等の導電体薄膜からなる共通電極で、スパッタリング法、真空蒸着法、CVD法、塗布法等で形成される。基板１４を視認側に用いる場合には共通電極１５として、ITO,Sn0₂,ZnO:A1等の透明な材質が選ばれる。
【０００５】
符号１６はマイクロカプセルで、分散液１７を内包している。符号１８はアクリル系、ウレタン系、エポキシ系、エステル系等の樹脂からなるバインダ材である。分散液１７はベンゼン、トルエン、キシレン、ナフテン系炭化水素等の芳香族炭化水素類、ヘキサン、シクロヘキサン、ケロシン、パラフィン系炭化水素等の脂肪族炭化水素類、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、トリクロロフルオロエチレン、臭化エチル等のハロゲン化炭(化水)素類等の抵抗率の高い有機溶媒中にアントラキノン類やアゾ化合物類等の油溶性染料あるいはカーボンブラック、酸化鉄、有機顔料等の着色微粒子をO.01〜20wt%程度含有させたものからなる分散媒に、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛等の無機顔料や、ダイアリーライドイエロー、フタロシアニンブルー等の有機顔料からなる泳動粒子を分散させたものが用いられる。泳動粒子は分散媒と比重を合わせるため、あるいは凝集を防いで分散性を高めるために表面に他の物質を被覆したり、他の物質と複合化してもよい。粒径としては0.01〜10μm程度が好ましい。また、泳動粒子の表面電荷量を制御したり、分散性を高める目的で、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ポリエチレングリコール、チタンカップリング剤等を添加してもよい。マイクロカプセル１６の壁材としては、尿素樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、ゼラチン等が使用できる。マイクロカプセル１６は界面重合法、In-Situ重合法、コアセルベーション法等で形成される。カプセル径は1〜1000μm、好ましくは5〜200μmとされる。上記のような方法で形成されるマイクロカプセル１６は一般に水分を含むスラリー状となる。これを乾燥させて粉末状にすることも可能であるが、バインダ材１８として、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、尿素−ホルマリン系、メラミン−ホルマリン系、イソブチレン−無水マレイン酸系等の水溶性の高分子(またはプレポリマー)材料を使用する場合には、バインダ材１８の水溶液にマイクロカプセルのスラリーを混合して塗布液を作製すればよい。これをブレードコート、スクリーン印刷、ロールコート等の手法で共通電極１５の上に塗布し、乾燥させればマイクロカプセル１６とバインダ材１８がひとつの層をなして、共通電極１５の上に強固に固定される。
【０００６】
図１２において、符号１９は分散液１７に含まれる電気泳動粒子からなる隠蔽部分であり、符号２０は分散液１７に含まれる染料を溶解した着色部分であり、符号７は書込装置１の電極アレイ３の先端部分（電極棒）を示し、図１２(a)は書き込む前の既に画像情報が書き込まれている表示媒体２を示し、図１２(b)は(a)の表示媒体２に対して電極アレイ３で所定の電圧を一定時間印加して書き込んだ表示媒体２を示す。図１２において、泳動粒子が負の電荷をもつ粒子を、二酸化チタン粒子の表面にフェノールを被覆することにより作製してあり、また、染料には青色の染料を用いている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図１２を参照して、図１２(a)の状態の表示媒体２に電極先端部７に示す符号の電位で±100Vを共通電極１５に対して印加した場合、マイクロカプセル１６は本来は、左から白(図中の斜線により示す)、青、青、白、青、白を表示したいが、実際には、左から白、青灰色(グレーの混色した青と白の中間色)、青灰色、白、青、白と表示され（図１２(b)）、印加する電圧の符号が左右に不均一に印加させる箇所で、泳動粒子を適切に泳動できなくなり、結果として解像度、コントラスト、信頼性が低下してしまう。これは、符号５１ａ，５１ｂの電気力線に示されるように、異符号の電圧を隣接して電極に印加することにより、電気力線つまりは電界の方向が、異符号の電極間中央付近で表示媒体２に対して水平方向になり、泳動粒子は電界の方向に泳動するためである。
【０００８】
このように、異符号の電圧を印加することにより、青と白といった表示を行う表示媒体２では、全面が青または白という均一な状態では、泳動粒子に対して＋または−のどちらかの符号を印加するだけでよいので、電界が表示媒体２と水平方向になることはなく、しきい値電圧を利用することにより印加電圧または電流を制御して泳動粒子を上か下に適切に配置して実用レベルの表示に書込むことはできるが、一度画像情報を書き込んで青と白とが混在する画像を表示している表示媒体２に対しては、きちんと書込むことができない。さらには、泳動粒子の量を制御して実現する中間調表示を行うことは難しい。
【０００９】
この発明の目的は、表示媒体の高解像度、高コントラスト、高信頼性、高書き込み速度を実現することができる書込装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、電圧の作用により視認状態が変化する複数個の表示画素からなる表示媒体に対して、画像情報に従った表示の書込みを行う書込装置であって、書込み前に、隣接する表示画素に対し、符号が正負交互になるように電圧を印加する印加手段と、書込み時において、隣接する２つの表示画素における泳動させる必要のない一方の表示画素には電圧を印加せず、他方の表示画素には、書込み前に印加された電圧とは逆の電圧を印加する印加手段を備え、前記泳動させる必要のない表示画素が異符号の電圧を印加された表示画素の間に挟まれることを特徴とする書込装置である。
【００１１】
したがって、書込装置は、書込み前に、隣接する表示画素に対し、符号が正負交互になるように電圧を印加する印加手段を備えることにより、目的とする画像情報、例えば、泳動粒子を適切に泳動させることができる電界強度分布を形成して得られる画像情報、を表示させるためのダミー画像を表示することができる。この書込装置は、更に、書込み時において、隣接する２つの表示画素における泳動させる必要のない一方の表示画素には電圧を印加せず、他方の表示画素には、書込み前に印加された電圧とは逆の電圧を印加する印加手段を備えることにより、前記泳動させる必要のない表示画素が異符号の電圧を印加された表示画素の間に挟まれ、泳動粒子を適切に泳動させることができる電界強度分布を形成することができ、解像度、コントラスト、信頼性に優れた書き込みを行うことができる。
【００１４】
上記書込装置において、前記印加手段は、電圧を印加する電極の形状が異なることを特徴とする。
【００１５】
したがって、電極形状が異なる複数の印加手段を用いて、表示媒体に対して高解像度、高コントラスト、高信頼性、高書込み速度である書込装置を実現することができる。
【００１６】
上記書込装置において、前記印加手段は、ローラ状またはベルト状の構造を有することを特徴とする。
【００１７】
したがって、少なくともひとつはローラ状またはベルト状の構造を有する複数の印加手段を用いて、表示媒体に対して高解像度、高コントラスト、高信頼性、高書込み速度である書込装置を実現することができる。
【００１８】
上記書込装置において、前記印加手段は、表示媒体の表面を電子またはイオンで帯電せしめることを特徴とする。
【００１９】
したがって、少なくともひとつは前記表示媒体の表面を電子またはイオンで帯電せしめる複数の印加手段を用いて、表示媒体に対して高解像度、高コントラスト、高信頼性、高書込み速度である書込装置を実現することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
［発明の実施の形態１］
本発明の実施の形態１を図１〜図３に基づいて以下に説明する。図１はこの発明の実施の形態１の書込装置の例を示す正面図であり、図２は、前記書込装置で書込む表示媒体の断面図である。図３は、書込装置の電極と表示媒体の表示画素との位置関係と表示状態を示す概念図である。
【００２１】
図１に示すように、符号１は書込装置である。また、図２において、符号２は表示媒体である。図１に示すように、符号３，４は印加手段としての２つの独立した電極アレイで、基板５，６にスクリーン印刷等で形成された電極棒７，８と一体的に搭載されたスイッチング回路９，１０からなり、これらが図面に対して垂直の方向に多数並べられてアレイ化している。符号１１，１２は電源回路で、画像信号に応じた電圧パルスをスイッチング回路９，１０を経て、電極棒７，８に供給する。符号１３は送り機構で、この場合は表示媒体２を移動させることにより、表示媒体２の全面に視認できる情報を表示させることができる。この代わりに表示媒体２を固定して、電極アレイ３，４を移動させるような機構を用いてもよい。電極アレイ３，４、電源回路１１，１２および送り機構１３は図示しないハウジング内に納められ、書込装置１として機能する。
【００２２】
図２において、符号１４はガラス、プラスチック等からなる基板で、視認側に用いる場合には透明な材質が選ばれる。符号１５は金属、ITO,SnO₂,ZnO:Al等の導電体薄膜からなる共通電極で、スパッタリング法、真空蒸着法、CDV法、塗布法等で形成される。基板１４を視認側に用いる場合には共通電極１５として、ITO,Sn0₂,ZnO:A1等の透明な材質が選ばれる。符号１６はマイクロカプセルで、分散液１７を内包している。符号１８はアクリル系、ウレタン系、エポキシ系、エステル系等の樹脂からなるバインダ材である。分散液１７は、ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフテン系炭化水素等の芳香族炭化水素類、ヘキサン、シクロヘキサン、ケロシン、パラフィン系炭化水素等の脂肪族炭化水素類、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、トリクロロフルオロエチレン、臭化エチル等のハロゲン化炭(化水)素類等の抵抗率の高い有機溶媒中にアントラキノン類やアゾ化合物類等の油溶性染料あるいはカーボンブラック、酸化鉄、有機顔料等の着色微粒子をO.01〜20wt%程度含有させたものからなる分散媒に、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛等の無機顔料や、ダイアリーライドイエロー、フタロシアニンブルー等の有機顔料からなる泳動粒子を分散させたものが用いられる。泳動粒子は分散媒と比重を合わせるため、あるいは凝集を防いで分散性を高めるために表面に他の物質を被覆したり、他の物質と複合化してもよい。粒径としては0.01〜10μm程度が好ましい。また、泳動粒子の表面電荷量を制御したり、分散性を高める目的で、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ポリエチレングリコール、チタンカップリング剤等を添加してもよい。マイクロカプセル１６の壁材としては、尿素樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、ゼラチン等が使用できる。マイクロカプセルは界面重合法、In-Situ重合法、コアセルベーション法等で形成される。カプセル径は1〜1000μm、好ましくは5〜200μmとされる。上記のような方法で形成されるマイクロカプセル１６は一般に水分を含むスラリー状となる。これを乾燥させて粉末状にすることも可能であるが、バインダ材１８として、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、尿素−ホルマリン系、メラミン−ホルマリン系、イソブチレン−無水マレイン酸系等の水溶性の高分子(またはプレポリマー)材料を使用する場合には、バインダ材の水溶液にマイクロカプセルのスラリーを混合して塗布液を作製すればよい。これをブレードコート、スクリーン印刷、ロールコート等の手法で共通電極１５の上に塗布し、乾燥させればマイクロカプセル１６とバインダ材１８がひとつの層をなして、共通電極１５の上に強固に固定される。
【００２３】
図３において、符号１９は分散液１７に含まれる泳動粒子からなる隠蔽部分であり、符号２０は分散液１７に含まれる染料を溶解した着色部分であり、符号２１は書込装置１の電極アレイ３，４の先端部分を示し、図３(a)は書き込む前の既に画像情報が書き込まれている表示媒体２を示し、図３(b)は(a)の表示媒体２に対して電極アレイ３，４で所定の電圧を現在の表示箇所の状態と書込む画像情報に対応して決定し、これを特定の時間印加して書き込んだ表示媒体２を示し、図３(c)は連続して、同一の表示箇所に対して、電極アレイ３，４で所定の電圧を現在の表示箇所の状態と書込む画像情報に対応して決定し、これを特定の時間印加して書き込んだ表示媒体２を示す。
【００２４】
図３において、泳動粒子は負の電荷をもつ粒子を、二酸化チタン粒子の表面にフェノールを被覆することにより作製してあり、また、染料には青色の染料を用いている。このとき、マイクロカプセル１６が図３(a)に示すように、青、白(図中の斜線により表示)、白、青、青、青の表示をしており、これに左から白、青、青、白、青、白を表示させるように書込装置１で書込むとする。このとき、図３(b)に示すように、一度、符号が正負交互になるようにラインアンドスペースの画像を表示する状態を、電極アレイ４で電位で±100Vを共通電極に対して印加して書込み、これに連続して別の電極アレイ３で電位で±100Vを共通電極１５に対して画像情報に対応して書込む。これにより、表示媒体２に、図３(c)に示すように、左から白、青、青、白、青、白を表示させるように書込装置１で書込むとことができる。これは、画像情報を直接に表示媒体２に書込むのではなく、一度、ダミーの画像表示を行うための電圧または電流を印加するか、視認状態に大きな違いはない程度にしきい値以上で泳動粒子を所望する状態に泳動させるための電圧または電流を印加することを行い、その後、目的とする画像情報を表示させるために、２度目として電圧または電流を印加して、表示媒体２に対する書込みを行うことにより、泳動粒子を適切に泳動させることができる電界強度分布を形成することができ、解像度、コントラスト、信頼性に優れた書き込みを行うことができる。
【００２５】
また、２つの電極アレイ３，４を連続して用いるため、書込み速度も従来と同じである。これは、最初に図３(a)から(b)という状態へ移行させるには、正負の異符号の電圧を電極アレイ４に交互に印加した場合に、特定のマイクロカプセル１６に隣接する２つのマイクロカプセル１６は同符号の電圧が印加されているため、電気力線の方向つまりは電界の方向が左右に対称となり、電気力線が水平方向になっていても対称のためにつりあって、近接した表示画素であるマイクロカプセル１６に対応した電極の電圧の符号に応じた泳動粒子の泳動が生じて、左右に偏りのない泳動となり、青と白の交互になるように書き込まれる。ただし、図示はしていないが、若干、マイクロカプセル１６中で周辺部への泳動が生じる場合もある。
【００２６】
次に、図３(b)から(c)という状態へは、本来の画像情報に対応して、電極アレイ３に書き込む画像情報に対応して符号を選択して電圧を印加する。このとき、泳動させる必要のない粒子には、電圧を印加しないでおく。これにより、距離に非対称性はあるものの、特定のマイクロカプセル１６に隣接する電圧の印加された２つのマイクロカプセル１６は同符号の電圧が印加されているため、電気力線の方向つまりは電界の方向が左右にほぼ対称となり、電気力線が水平方向になっていても対称のためにつりあって、近接した表示画素であるマイクロカプセル１６に対応した電極の電圧の符号に応じた泳動粒子の泳動が生じて、左右に偏りのない泳動となり、青と白の交互になるように書き込まれる。
【００２７】
また、異符号の電圧を印加されたマイクロカプセル１６の間に挟まれた、電圧を印加されていないマイクロカプセル１６は、共通電極１５との電界強度が小さいため、泳動粒子がマイクロカプセル１６の内壁から離脱して泳動をするしきい値よりも小さくなり、影響されにくい。このため、図３で符号１６ａ，１６ｂ，１６ｃの3つのマイクロカプセル中の泳動粒子が反対側に泳動しているが、どれも反対方向に適切に泳動しており、結果として、左から白、青、青、白、青、白の高解像度の高コントラスト、高信頼性の画像を書き込むことができる。ただし、完全に左右対称でない符号１６ａのマイクロカプセルは、若干泳動粒子が図３の右側に寄せられるが、上部から観察する視認状態には影響しないレベルである。
【００２８】
さらには、この符号の変化に加えて、電圧の大きさを表示箇所単位で２段階で印加することにより、中間調の表示状態も、解俊度を維持したまま書き込みやすくなる。
【００２９】
もちろん、前記の内容は、従来のように単一の電極アレイを用いて、同位置で走査を停止して２度書きすることにより実現することもできる。この場合は、走査速度を1/2倍にするため、書き込み速度が1/2倍となってしまう。また、位置ずれはない利点もあるが、電極形状が同一のため、書き込みに最適な電界強度分布を形成することが難しくなる。しかしながら、単一の電極アレイを用いても、上記のように、印加する電圧または電流を、時間を隔ててまたは連続で異なる２種類とすることにより、解像度、コントラスト、信頼性を向上することはできる。
【００３０】
さらには、全面が均一の白表示または青表示がない場合には、２つの電極アレイ３，４に同じ符号の電圧を印加することにより、印加時間を実質的に２倍にできることから、書き込み速度を２倍にすることができる。このときは、電圧または電流が同一であっても構わない。
【００３１】
また、マイクロカプセル１６の大きさを解像度のピッチに対応した大きさの1/2として、マイクロカプセル１６と電極アレイ３，４とが相対的に位置すれを生じても必要な解像度を確保できる表示媒体２の場合には、単一の電極アレイ３だけによる書き込みでは、電極アレイ３，４の中間に位置するマイクロカプセル１６に対して水平方向に電界の方向が向いてしまうことにより、このマイクロカプセル１６中の泳動粒子がほとんど水平方向に泳動してしまい、中間色である青灰色を表示して、解像度の向上に効果的でないばかりか、画像のノイズを増加する結果となってしまい、マイクロカプセル１６が小さくなった分だけ、絶対的な大きさや泳動粒子や染料の濃度の増加により泳動粒子の水平方向の泳動の影響を受けやすくなり、その劣化は通常の大きさのマイクロカプセル１６の場合よりも大きくなる。しかしながら、2つの電極アレイ３，４を用いて書込む場合には、上記の通常の動作と同様にすることにより、高解像度、高コントラスト、高信頼性の書き込みを行うことができる。
【００３２】
また、その電極アレイ３，４の位置を解像度のピッチに対応した大きさの1/2分だけ横にずらして配置することにより、最初に書き込んだ電極アレイ４の中間に位置するマイクロカプセル１６に、次に書き込む電極アレイ３によって効果的に電圧を印加することができるようになり、さらに解像度を向上することもできる。
【００３３】
また、この実施形態の２つの電極アレイ３，４は、書き込みの電圧の符号のみを変化させているが、２つの電極アレイ３，４において、これと対応した電流の方向以外にも、電圧または電流の印加の大きさ、印加時間、波形等を変化させることも効果的である。
【００３４】
この実施形態の表示媒体２は、液晶、エレクトロクロミック、電気泳動、有機EL,無機EL,LED等の電圧または電流の作用により、その視認性を変化させうるものであればよく、また、その表示に電圧または電流を光、磁界、熱、圧力等と補助的に使用する場合に対しても同様に効果的である。
【００３５】
また、電界の消去後も表示された画像を保持できる、すなわちメモリー性を有する表示媒体２が好ましく、強誘電性液晶、メモリー性高分子分散型液晶、双安定性コレステリック液晶、エレクトロクロミック素子、電気泳動素子等が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、光、熱、磁界、圧力等を複合して用いるものでもよい。これは、メモリー性を有しない場合には、表示媒体２を単独にすると同時に、消去工程を行うことになるので、その用途が限定される。このため、紙と同様に使用したいときには、表示媒体２になんらかのメモリー性を保持する電源、または構造を設ける必要がある。しかしながら、メモリー性を有する場合には、上記の紙と同様に、特別な手段を設ける必要なく画像データを保持することができる。
【００３６】
また、表示材料をマイクロカプセル１６に封入しなくても、そのまま用いたり、単体または他の材料と共に塗工したり、平板の中に挿んだり、平板と隔壁からなる空間に封入したりしてもよい。さらには、これらの書き込みは２回に限定されるものではなく、複数回行うことにより、より解像度やコントラストを向上することができる。
【００３７】
［発明の実施の形態２］
この発明の実施の形態２を、図４に基づいて以下に説明する。図４は、図1の書込装置１の電極アレイ３，４と図２の表示媒体の表示画素２との位置関係と表示状態を示す概念図である。図４および以下の説明において、図１〜図３と同一符号の部材は発明の実施の形態１の場合と同様であり、以下では、この発明の実施の形態２が発明の実施の形態１と相違する点を中心に説明し、共通点については詳細な説明を省略する。
【００３８】
図４において、泳動粒子は，負の電荷をもつ粒子を，二酸化チタン粒子の表面にフェノールを被覆することにより作製してあり、また、染料には青色の染料を用いている。このとき、図４(a)に示すように、マイクロカプセル１６が、図の左から青、白(図中の斜線により示している)、白、青、青、青の表示をしており、これに左から白、青、青、自、青、白を表示させるように書込装置１で書込むとする。このとき、図４(b)に示すように、一度、符号がすべて負になるように青ベタ画像を表示する状態を、電極アレイ４で電位で−100Vを共通電極１５に対して印加して書き込み、これに連続して別の電極アレイ３で電位で＋100Vを共通電極１５に対して画像情報に対応して書き込む。これにより、表示媒体２に、左から青、青、自、青、自、青を表示させるように書き込み装置で書き込むとことができる。これは、画像情報を直接に表示媒体２に書き込むのではなく、１度、ダミーのベタ画像表示を行うための電圧または電流を印加することを行い、その後、目的とする画像情報を表示させるために、２度めとして電圧または亀流を印加して、表示媒体２に対する書き込みを行うことにより、泳動粒子を適切に泳動させることができる電界強度分布を形成することができ、解像度、コントラスト、信頼性に優れた書き込みを行うことができる。
【００３９】
これは、最初に図４(a)から(b)という状態からすべての負の電圧を電極アレイ４に印加した場合に、すべてのマイクロカプセル１６が青を表示して、結果として青ベタ画像を書き込んだことになる。この場合、すべてのマイクロカプセル１６中の泳動粒子が共通電極１５面に泳動しており、均一な状態にある。さらに、次に図４(b)から(c)という状態へは、本来の画像情報に対応して、電極アレイ３に書き込む画像情報に対応して正の符号の電圧を印加する。このとき、泳動させる必要のない粒子には、電圧を印加しないでおく。これにより、泳動させる必要のあるマイクロカプセル１６のみ正の同じ符号の電圧を印加するだけでよいので、隣接する電極同士が異符号の電位をもって大きい強度を持つ電界を形成することはないので、正の電圧を印加した電極に対して適切に泳動粒子を泳動することにより、白を表示することができる。また、電圧を印加されていないマイクロカプセル１６は、隣接したマイクロカプセル１６に電圧が印加されていても、共通電極１５との電界強度が小さいため、泳動粒子がマイクロカプセル１６の内壁から離脱して泳動をするしきい値よりも小さくなり、影響されにくい。
【００４０】
これは、一度、符号がすべて正になるように白ベタ画像を表示する状態を、電極アレイ４で電位で＋100Vを共通電極１５に対して印加して書き込み、これに連続して別の電極アレイ３で電位で−100Vを共通電極１５に対して画像情報に対応して書き込む場合にも、同様に効果的である。
【００４１】
また、ベタ画像を書き込む場合には、全面が均一であればよいので、特定の表示箇所のマイクロカプセル１６と隣接したマイクロカプセル１６のしきい値を考慮する必要がないため、印加電圧を通常より大きくしたり、また印加時間を通常より長くすることは、マイクロカプセル１６の本来の光学濃度までは反射率にベタ画像の特性を向上させたり、高速にベタ画像を書き込むためには非常に効果的である。
【００４２】
［発明の実施の形態３］
本発明の実施の形態３を、図５に基づいて以下に説明する。図５は、書込装置１の電極アレイ３，４の先端を表示媒体２側から見た場合の概念図である。図５および以下の説明において、図１〜図３と同一符号の部材は発明の実施の形態１の場合と同様であり、以下では、この発明の実施の形態３が発明の実施の形態１と相違する点を中心に説明し、共通点については詳細な説明を省略する。
【００４３】
符号２１は最初に書き込む電極アレイ４の先端であり、符号２２は２度目に書き込む電極アレイ３の先端であり、２１ａ〜２１ｆ、２２ａ〜２２ｆは個々の電極アレイ３，４の露出面であり、これらはスタイラスヘッド構造をとると同時にヘッド側面をシールド処理してある。
【００４４】
図５において、電極アレイ３の先端２２について、図２で示す表示媒体２に対して、すべての電極に負の電圧を印加する場合には通常の２倍の時間、電圧を印加することができるため、確実にベタ画像を形成できるようになる。これは、通常と同様のステップ走査速度で表示媒体２を搬送しても、電極の長さが２倍であるために、２回分の電圧印加が行われることによる。
【００４５】
また、電極の長さ以外にも、幅、形状そのもの、シールド部材の配置や形状、表示媒体２との距離を２つの電極アレイ３，４で異ならせることも同様に効果的である。
【００４６】
さらには、最初にベタ画像を書き込むのではなく、ラインアンドスペースの画像を書き込む場合には、表示画素をアレイ方向に２ヶ周期で形状を変化させたりすることも効果的である。また、泳動粒子を部分的に泳動する場合のときには、電極の露出面積を通常よりも小さくしたり、オフセットにしたりすることも効果的である。また、電極アレイの数を変えたり、ピッチを変化させたりすることも効果的である。
【００４７】
［発明の実施の形態４］
本発明の実施の形態４を、図６に基づいて以下に説明する。図６は、書込装置１の電極アレイ３，４の先端を表示媒体２側から見た場合の概念図である。図６および以下の説明において、図１〜図３、図５と同一符号の部材は発明の実施の形態３の場合と同様であり、以下では、この発明の実施の形態４が発明の実施の形態３と相違する点を中心に説明し、共通点については詳細な説明を省略する。
【００４８】
符号２１は最初に書き込む電極アレイ４の先端であり、符号２２は２度目に書き込む電極アレイ３の先端である。符号２１ａ〜２１ｆは個々の電極アレイ４の露出面であり、符号２２ｇは電極アレイ３の露出面であり、これらはスタイラスヘッド構造をとると同時にヘッド側面をシールド処理してある。
【００４９】
図６において、図２で示す表示媒体２に対して、すべての電極に負の電圧を印加する場合には、露出面２２ａ〜２２ｆのように（図５）、個別のアレイとしなくても構わないため、電極アレイ３の露出面２２ｇは、走査方向と垂直の方向につながった共通の幅広電極構造とすることにより、通常の２倍の時間で電圧を印加することができると同時に、電極アレイ３，４同士の隙間の部分の表示媒体２にも電圧を直接に印加できるようになり、かつ電界の方向を理想的にな垂直かつ電気力線を平行にできるので、確実にベタ画像を形成できるようになる。これは、1つの共通電極１５ではなくとも、複数に分割して異なる電圧を印加して分布を均一にすることも効果的である。また、走査方向に分割して、異なる電圧を印加することも効果的である。
【００５０】
［発明の実施の形態５］
この発明の実施の形態５を、図７に基づいて以下に説明する。図７は、この発明の実施の形態５にかかる書込装置１の正面図である。図７および以下の説明において、図１〜図３と同一符号の部材は発明の実施の形態１の場合と同様であり、以下では、この発明の実施の形態５が発明の実施の形態１と相違する点を中心に説明し、共通点については詳細な説明を省略する。
【００５１】
符号２は表示媒体で例えば図２に示す構造のものが使用される。符号３は電極アレイで、これは図１の電極アレイ３と全く同様の構成であり、基板５にスクリーン印刷等で形成された電極棒７と一体的に搭載されたスイッチング回路９からなり、これらが図面上に対して垂直方向に多数並べられてアレイ化している。符号１１は電源回路で、画像信号に応じた電圧パルスをスイッチング回路９を経て、電極棒７に供給する。符号１２は符号１１とは別の電源回路であり、これは画像信号に応じた電圧パルスをスイッチングする回路を内蔵しており、印加手段である符号２３の導伝体からなる電極ロ一ラに供給する。符号１３は送り機構で、この場合は表示媒体２を移動させることにより、全面に視認できる情報を表示させることができる。この代わりに表示媒体２を固定して、電極アレイ３、電極ローラ２３を移動させるような機構を用いてもよい。電極アレイ３、電極ローラ２３、電源回路１１，１２は図示しないハウジング内に納められ、書込装置１として機能する。
【００５２】
図２で示す表示媒体２に対し、すべての電極に負の電圧を印加する場合には、個別のアレイとしなくても構わないため、図７に示すように電極ローラ２３全体に負の電圧を印加することにより、表示媒体２に密着させながらかつ表示媒体２面を擦ることなく電圧を確実に印加することができ、また、発明の実施の形態１における電極アレイ３，４同士の隙間の部分の表示媒体２にも電圧を直接に印加できるようになり、かつ電界の方向を理想的な垂直にかつ電気力線を平行にできるので、確実にべタ画像を形成できるようになる。このとき、電極ローラ２３のカーボンとゴムとからなる弾性体を用いた場合には、その接触面積を大きくすることにより、電圧を印加する時間を増大することもできる。また、ロ一ラ以外にもベルト、シームレスベルト等を用いても同様に効果的である。
【００５３】
［発明の実施の形態６］
この発明の実施の形態６を、図８に基づいて以下に説明する。図８は、この発明の実施の形態６にかかる書込装置１の正面図である。図８および以下の説明において、図１〜図３と同一符号の部材は発明の実施の形態１の場合と同様であり、以下では、この発明の実施の形態６が発明の実施の形態１と相違する点を中心に説明し、共通点については詳細な説明を省略する。
【００５４】
図８において、符号２は表示媒体で、例えば図２に示す構造のものが使用される。符号２４は印加手段であるイオン銃アレイで、コロナワイヤ２５、放電フレーム２６、制御電極２７ａ，２７ｂからなり、これらが紙面と垂直方向に多数並べられてアレイ化している。符号２８はコロナイオン発生用高圧電源、符号２９はイオン流制御用電源である。符号１３は送り機構で、この場合は表示媒体２を移動させることにより、全面に視認できる情報を表示させることができる。この代わりに表示媒体２を固定して、イオン銃アレイ２４、電極アレイ３を移動させるような機構を用いてもよい。
【００５５】
以下にイオン銃アレイ２４による泳動粒子の動作の例を説明する。まず、表示媒体２中の泳動粒子の表面電荷と逆の極性の電圧(例えば泳動粒子が酸化チタンのみで正電荷をもつ場合には負電圧)をコロナワイヤ２５に印加して、表示媒体２の表面に負電荷を供給する。すると、この電荷と共通電極１５との間に形成される電界によって、泳動粒子が表面に移動し、泳動粒子の色が観測される。次に正電圧をコロナワイヤ２５に印加して、画像信号に応じて制御電極２７ａに印加する電圧の極性および大きさを変える。すなわち、正電圧を印加した場合にはイオン流がアパーチャ３０を通過して、表示媒体２の表面に正電荷が供給されるため、泳動粒子は共通電極１５側に移動し、表面からは分散媒の色が観測される。負電圧を印加した場合にはイオン流がアパーチャ３０を通過できないため、表示媒体２の表面には電荷が供給されず、泳動粒子の移動が起こらず、表面からは泳動粒子の色が観測される。イオン銃アレイ２４は図示しないハウジング内に納められ、書込装置１として機能する。
【００５６】
また、図８において、符号３は電極アレイで、これは図１の電極アレイ３と全く同様の構成であり、基板５にスクリーン印刷等で形成された電極棒７と一体的に搭載されたスイッチング回路９からなり、これらが紙面と垂直方向に多数並べられてアレイ化している。符号１１は電源回路で、画像信号に応じた電圧パルスをスイッチング回路９を経て、電極棒７に供給する。符号１３は共通の送り機構で、この場合は表示媒体２を移動させることにより、全面に視認できる情報を表示させることができる。この代わりに表示媒体２を固定して、電極アレイ３、イオン銃アレイ２４を移動させるような機構を用いてもよい。電極アレイ３、電源回路１１などは図示しないハウジング内に納められ、書込装置１として機能する。
【００５７】
図８において、イオン銃アレイ２４と電極アレイ３のどちらを最初に書き込む電極として用いても構わない。最初にベタ画像を均一にきれいに書き込むためにイオン銃アレイ２４を用いた場合には、電荷が表示媒体表面に保持されるので、電圧を印加する実効的な時間を長くすることができ、かつ複雑な制御がいらない点では非常に効果的である。また、２回目にイオン銃アレイ２４で書き込む場合には、これもまた電荷が電荷が表示媒体２表面に保持されるので、書き込み速度を大きくすることが可能である。この場合には、最初に書き込む電極の長さを長くしたり電圧を大きくしたり、またはローラ構造と組み合わせることにより、２つの書き込みヘッドとも高速の書き込みに調整することが効果的である。また、電極アレイ３の代わりにイオン銃アレイ２４を用いてもよい（つまり、イオン銃アレイ２４を２列配してもよい）。この場合、１回目、２回目ともにイオン銃アレイ２４で書込むことにより、単純な操作で高速の書込みが可能となる。さらには、イオン銃アレイ２４以外にも、単純なコロナ放電のみや、ローラ帯電、ブラシ帯電等を用いても電荷を長時間保持することができるので同様に効果的である。
【００５８】
【実施例】
以下、具体的な実施例について説明する。
【００５９】
(実施例１)
可逆的に書き換え可能な表示媒体２は以下のように作製した。分散媒としてテトラクロロエチレンに0.5wt%の青色染料(マクロレックスブルーＲＲ：バイエル社)を溶解したものを用い、泳動粒子として、表面をＡｌで処理した平均粒径O.21μmmの二酸化チタン(CR60:石原産業(株))を用いた。この粒子とオレイン酸を分散媒に各々10wt%と0.5wt%混合して、分散液１７とした。
【００６０】
この分散液１７を内包するマイクロカプセル１６を以下のように作製した。すなわち、ゼラチン水溶液とアラビアゴム水溶液を混合して、50℃に昇温し水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを9に調整する。この中に分散液１７を加え、攪拌して乳化する。さらにpHを4まで除々に下げて分散液１７の界面にゼラチン/アラビアゴムの濃厚液を析出させた後、温度を下げて皮膜をゲル化し、グルタールアルデヒド水溶液を加えて硬化した。このようにしてゼラチンを壁材とするマイクロカプセル１６のスラリーを得た。カプセル径は平均60μmとなるように乳化条件を制御した。
【００６１】
基板１４として100μm厚のPETを用い、ITO薄膜をスパッタリング法により形成して共通電極１５とした。この上に、ポリビニルアルコール10%水溶液に等重量の上記マイクロカプセル１６のスラリーを加えたものをブレードコーターで塗布し、乾燥することによりマイクロカプセル１６とポリビニルアルコールがひとつの層をなして、共通電極１５に固定された。
【００６２】
ここで、この表示媒体２に図1に示す２つの電極アレイ３，４を具備する書込装置１で書き込みを行った。電極アレイ３，４は125μmピッチで各400個の電極棒７，８を配列したものを用いた。画像信号に応じた電圧パルスをスイッチング回路９，１０を経て、電極棒７，８に供給した。表示媒体２の表面が青表示となる電圧を−150V、白表示となる電圧を＋150Vとし、パルス幅を100msとした。送り機構１３によって表示媒体２を移動させることにより、表示媒体２の全面に画像を表示することができた。送り速度は1.25mm/secとした。
【００６３】
書き換え特性を測定するために、図３(a)、(c)のように書き換え時の解像度が劣化やすい画像情報をチェックパターンA、チェンクパターンBとして決定し、あらかじめ電極棒７のみを使用して、まず何も書き込んだことのない全面青表示の表示媒体２に対して、チェックパターンAを書き込んでチェックシートとした。このチェックシートに対して、電極棒８，７の順に、図１１(a)、(b)、図３(b)、(c)のように符号を決定して電圧を印加してチェックパターンBを最終的に書き込んだ、チェックシートのチェックパターンBの評価としては、解像度は、あらかじめチェックパターンBに縦、横、斜めラインアンドスペース(L&S)や格子や画数の多い漢字を取り入れ、レーザプリンタ(リコー製NS500)で出力した各種の画像とを目視比較して総合的に解像度を決定した。コントラスト評価のためにベタ画像等の光学濃度を光学濃度測定装置(東京電飾DENSITOMETER TC-6MC)で測定した。ただし、ベタ画像等のコントラストよりは、画像のエッジのコントラストが実際の目視の見易さに大きく影響するが、これは解像度の目視評価により評価することができる。
【００６４】
(比較例１)
実施例１と同じチェックシートを用いて、同じ書込装置１によって、電極棒７のみで図１１(b)のように符号を決定して電圧を印加してチェックパターンBを1回のみで書き込んだ。評価は、実施例1と同様である。
【００６５】
(参考例２)
実施例１と同じチェックシートを用いて、同じ書込装置１によって、電極棒８，７の順に、図４(b)、(c)のように符号を決定して電圧を印加してチェックパターンBを最終的に書き込んだ。評価は、実施例1と同様である。
【００６６】
(参考例３)
実施例１の書込装置１の２つの電極アレイ３，４のうちの電極棒８に対応する片方の電極アレイ４を、アレイではなく共通電極として書き込みを行った。他は、参考例２と同様に行った。
【００６７】
(参考例４)
実施例１の書込装置１の２つの電極アレイ３，４のうちの電極棒８に対応する片方の電極アレイ４を、金属ローラ２３とし、表示媒体２を、この金属ローラ２３とシリコンゴムローラを挿む構造の共通電極１５として書き込みを行った。他は、参考例２と同様に行った。
【００６８】
(参考例５)
実施例１の書込装置１の２つの電極アレイ３，４のうちの電極棒８に対応する片方の電極アレイ４を、図８に示すイオン銃アレイ２４とした書込装置１で書き込みを行った。実際には、グリッド電極を設けずに、コロナワイヤ２５に＋5kVの電圧を印加して、表示媒体２の全面を青表示とした。その後、残った電極アレイ３で、図４(c)のように符号を決定して電圧を印加してチェックパターンBを最終的に書き込んだ。評価は、実施例１と同様である。
【００６９】
図９は、前記各実施例、参考例、比較例における、表示媒体２への書込画像の評価を示すもので、チェックシートの解像度(dpi)および光学濃度(反射率％表示)の表である。ただし、この表において、◎は極めて良好、○は良好、△は普通、×は悪い、という水準での目視評価である。
【００７０】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明は、表示媒体に対して高解像度、高コントラスト、高信頼性、高書込み速度である書込装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１である書込装置の正面図である。
【図２】前記書込装置で書込みを行う表示媒体の縦断面図である。
【図３】前記書込装置の電極アレイと前記表示媒体の表示画素との位置関係と表示状態を示す概念図である。
【図４】この発明の実施の形態２における書込装置の電極アレイと表示媒体の表示画素との位置関係と表示状態を示す概念図である。
【図５】この発明の実施の形態３における書込装置の電極アレイの先端を表示媒体側から見た場合の概念図である。
【図６】この発明の実施の形態４における書込装置の電極アレイの先端を表示媒体側から見た場合の概念図である。
【図７】この発明の実施の形態５にかかる書込装置の正面図である。
【図８】この発明の実施の形態６にかかる書込装置の正面図である。
【図９】この発明の実施例、比較例における、表示媒体への書込画像の評価を示す、チェックシートの解像度および光学濃度の表である。
【図１０】従来の書込装置の正面図である。
【図１１】従来の表示媒体の縦断面図である。
【図１２】従来の書込装置の電極アレイと表示媒体の表示画素との位置関係と表示状態を示す概念図である。
【符号の説明】
１書込装置
３印加手段
４印加手段
２３印加手段
２４印加手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a writing device capable of displaying image information on a display medium that can reversibly change a visual state by the action of voltage or current, and more particularly to a rewritable electronic paper, digital paper, and web as an alternative to paper. The present invention relates to a writing device that displays image information including electronic information on a display medium such as paper.
[0002]
[Prior art]
FIG. 10 shows an example of a conventional writing device 50, and FIG. 11 shows an example of the display medium 2 to be written by the writing device 50. The display medium 2 is a display medium that can be written by the writing device 50, and is an example of a display medium that can be handled like paper and that can rewrite image information with voltage. FIG. 12 is a conceptual diagram showing the positional relationship and display state between the electrodes of the writing device 50 of FIG. 10 and the display pixels of the display medium 2 of FIG.
[0003]
In FIG. 10, reference numeral 3 denotes an electrode array, which comprises a switching circuit 9 integrally mounted with an electrode rod 7 formed on the substrate 5 by screen printing or the like, and a large number of these are arranged in the direction perpendicular to the drawing to form an array. ing. Reference numeral 11 denotes a power supply circuit that supplies a voltage pulse corresponding to the image signal to the electrode rod 7 through the switching circuit 9. Reference numeral 13 denotes a feeding mechanism, and in this case, by moving the display medium 2, it is possible to display visible information on the entire surface. Instead, a mechanism that fixes the display medium 2 and moves the electrode array 3 may be used. The electrode array 3, the power supply circuit 11, and the feeding mechanism 13 are housed in a housing (not shown) and function as the writing device 50.
[0004]
In FIG. 11, reference numeral 14 denotes a substrate made of glass, plastic or the like, and a transparent material is selected for use on the viewing side. Reference numeral 15 is metal, ITO, Sn0₂, A common electrode made of a conductive thin film such as ZnO: Al, and formed by sputtering, vacuum deposition, CVD, coating, or the like. When the substrate 14 is used on the viewing side, ITO, Sn0 are used as the common electrode 15.₂A transparent material such as ZnO: A1 is selected.
[0005]
Reference numeral 16 denotes a microcapsule that contains the dispersion liquid 17. Reference numeral 18 denotes a binder material made of a resin such as acrylic, urethane, epoxy, or ester. Dispersion 17 is composed of aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and naphthenic hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, kerosene and paraffinic hydrocarbons, trichloroethylene, tetrachloroethylene, trichlorofluoroethylene, bromide. Oil-soluble dyes such as anthraquinones and azo compounds, or colored fine particles such as carbon black, iron oxide, and organic pigments in organic solvents with high resistivity such as halogenated charcoal (hydrocarbon) elements such as ethyl O.01 A dispersion medium composed of about 20 wt% is used in which electrophoretic particles composed of inorganic pigments such as titanium dioxide, zinc oxide and zinc sulfide, and organic pigments such as diaryride yellow and phthalocyanine blue are dispersed. . The migrating particles may be coated with another substance on the surface or combined with another substance in order to match the specific gravity with the dispersion medium or to prevent aggregation and increase dispersibility. The particle size is preferably about 0.01 to 10 μm. In addition, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, sodium dioctylsulfosuccinate, polyethylene glycol, titanium coupling agent, and the like may be added for the purpose of controlling the surface charge amount of the migrating particles and enhancing dispersibility. As the wall material of the microcapsule 16, urea resin, melamine resin, urethane resin, gelatin or the like can be used. The microcapsule 16 is formed by an interfacial polymerization method, an in-situ polymerization method, a coacervation method, or the like. The capsule diameter is 1-1000 μm, preferably 5-200 μm. The microcapsules 16 formed by the above method are generally in the form of a slurry containing moisture. It is possible to dry this powder to form a powder, but the binder material 18 is water-soluble such as polyvinyl alcohol, polyacrylamide, polyacrylic acid, urea-formalin, melamine-formalin, and isobutylene-maleic anhydride. In the case of using a high molecular weight (or prepolymer) material, a slurry of microcapsules may be mixed with an aqueous solution of the binder material 18 to prepare a coating solution. When this is applied onto the common electrode 15 by means of blade coating, screen printing, roll coating, or the like, and dried, the microcapsule 16 and the binder material 18 form a single layer and are firmly formed on the common electrode 15. Fixed.
[0006]
In FIG. 12, reference numeral 19 denotes a concealing portion made of electrophoretic particles contained in the dispersion liquid 17, reference numeral 20 denotes a colored portion in which the dye contained in the dispersion liquid 17 is dissolved, and reference numeral 7 denotes an electrode of the writing device 1. FIG. 12A shows the display medium 2 on which image information has already been written before writing, and FIG. 12B shows the display medium 2 of FIG. The display medium 2 in which a predetermined voltage is applied by the electrode array 3 for a predetermined time is shown. In FIG. 12, particles having negative charges in the migrating particles are produced by coating the surface of titanium dioxide particles with phenol, and a blue dye is used as the dye.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Referring to FIG. 12, when ± 100 V is applied to the common electrode 15 at the potential indicated by the electrode tip 7 to the display medium 2 in the state of FIG. To white (shown by diagonal lines in the figure), blue, blue, white, blue, white, but actually, from the left, white, blue-gray (middle color between gray and blue), blue-gray, White, blue, and white are displayed (Fig. 12 (b)), and the electrophoretic particles cannot be migrated properly at the places where the sign of the applied voltage is applied unevenly to the left and right, resulting in resolution, contrast, and reliability. It will decline. This is because, as indicated by the electric lines of force 51a and 51b, by applying a voltage having a different sign to the electrodes adjacent to each other, the direction of the electric lines of force, that is, the direction of the electric field is near the center between the electrodes having the different signs. This is because the electrophoretic particles migrate in the direction of the electric field in the horizontal direction with respect to the display medium 2.
[0008]
In this way, in the display medium 2 that displays blue and white by applying voltages with different signs, the sign of either + or − is applied to the migrating particles in a uniform state where the entire surface is blue or white. Therefore, the electric field does not become horizontal with the display medium 2, and the threshold voltage is used to control the applied voltage or current so that the migrating particles are appropriately arranged above or below. Although it can be written on a display at a practical level, it cannot be written properly on the display medium 2 in which image information is once written and an image in which blue and white are mixed is displayed. Furthermore, it is difficult to perform halftone display realized by controlling the amount of electrophoretic particles.
[0009]
An object of the present invention is to provide a writing device capable of realizing high resolution, high contrast, high reliability, and high writing speed of a display medium.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  The invention according to claim 1 is a writing device for writing a display in accordance with image information on a display medium composed of a plurality of display pixels whose visibility is changed by the action of a voltage. Application means for applying a voltage so that the sign alternates between adjacent display pixels.At the time of writing, no voltage is applied to one display pixel that does not need to be migrated between two adjacent display pixels, and a voltage opposite to the voltage applied before writing is applied to the other display pixel. A writing device comprising: an applying means for applying, wherein display pixels that do not need to be migrated are sandwiched between display pixels to which voltages of different signs are applied.
[0011]
  Therefore, the writing device is provided with application means for applying a voltage so that the sign alternates between adjacent display pixels before writing, so that target image information, for example, migrating particles can be appropriately displayed. A dummy image for displaying image information obtained by forming an electric field intensity distribution that can be migrated can be displayed. thisThe writing device further applies no voltage to one display pixel that does not need to be migrated between two adjacent display pixels at the time of writing, and applies the voltage applied before writing to the other display pixel. Is provided with an application means for applying a reverse voltage, so that the display pixels that do not need to be migrated are sandwiched between the display pixels to which voltages of opposite signs are applied, and the electrophoretic particles can be appropriately migrated. An intensity distribution can be formed, and writing with excellent resolution, contrast, and reliability can be performed.
[0014]
  In the above writing device, the application means is characterized in that the shape of the electrode to which the voltage is applied is different.
[0015]
Therefore, it is possible to realize a writing device having high resolution, high contrast, high reliability, and high writing speed with respect to the display medium by using a plurality of application means having different electrode shapes.
[0016]
  In the above writing apparatus, the application means has a roller-like or belt-like structure.
[0017]
Therefore, it is possible to realize a writing device having high resolution, high contrast, high reliability, and high writing speed with respect to a display medium by using a plurality of applying means having at least one roller-like or belt-like structure. it can.
[0018]
  In the writing apparatus, the application unit charges the surface of the display medium with electrons or ions.
[0019]
Therefore, at least one of the plurality of application means for charging the surface of the display medium with electrons or ions is used to realize a writing device having high resolution, high contrast, high reliability, and high writing speed for the display medium. can do.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 of the Invention
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a front view showing an example of a writing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a display medium to be written by the writing apparatus. FIG. 3 is a conceptual diagram showing the positional relationship between the electrodes of the writing device and the display pixels of the display medium and the display state.
[0021]
As shown in FIG. 1, reference numeral 1 denotes a writing device. In FIG. 2, reference numeral 2 denotes a display medium. As shown in FIG. 1, reference numerals 3 and 4 denote two independent electrode arrays as application means, which are switching circuits integrated with electrode bars 7 and 8 formed on the substrates 5 and 6 by screen printing or the like. 9 and 10, which are arrayed in a large number in a direction perpendicular to the drawing. Reference numerals 11 and 12 denote power supply circuits which supply voltage pulses corresponding to the image signal to the electrode rods 7 and 8 via the switching circuits 9 and 10. Reference numeral 13 denotes a feeding mechanism, and in this case, by moving the display medium 2, it is possible to display visible information on the entire surface of the display medium 2. Instead, a mechanism for fixing the display medium 2 and moving the electrode arrays 3 and 4 may be used. The electrode arrays 3 and 4, the power supply circuits 11 and 12, and the feeding mechanism 13 are housed in a housing (not shown) and function as the writing device 1.
[0022]
In FIG. 2, reference numeral 14 denotes a substrate made of glass, plastic or the like, and a transparent material is selected for use on the viewing side. Reference numeral 15 is metal, ITO, SnO₂, A common electrode made of a conductive thin film such as ZnO: Al, and formed by sputtering, vacuum deposition, CDV, coating, or the like. When the substrate 14 is used on the viewing side, ITO, Sn0 are used as the common electrode 15.₂A transparent material such as ZnO: A1 is selected. Reference numeral 16 denotes a microcapsule that contains the dispersion liquid 17. Reference numeral 18 denotes a binder material made of a resin such as acrylic, urethane, epoxy, or ester. Dispersion 17 is composed of aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and naphthenic hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, kerosene and paraffinic hydrocarbons, trichloroethylene, tetrachloroethylene, trichlorofluoroethylene, odor Oil-soluble dyes such as anthraquinones and azo compounds, or colored fine particles such as carbon black, iron oxide, and organic pigments in an organic solvent with high resistivity such as halogenated carbon (hydride) such as ethyl halide. A dispersion medium composed of about 01 to 20 wt% is used in which electrophoretic particles composed of inorganic pigments such as titanium dioxide, zinc oxide, and zinc sulfide, and organic pigments such as diary ride yellow and phthalocyanine blue are used. It is done. The migrating particles may be coated with another substance on the surface or combined with another substance in order to match the specific gravity with the dispersion medium or to prevent aggregation and increase dispersibility. The particle size is preferably about 0.01 to 10 μm. In addition, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, sodium dioctylsulfosuccinate, polyethylene glycol, titanium coupling agent, and the like may be added for the purpose of controlling the surface charge amount of the migrating particles and enhancing dispersibility. As the wall material of the microcapsule 16, urea resin, melamine resin, urethane resin, gelatin or the like can be used. The microcapsules are formed by an interfacial polymerization method, an in-situ polymerization method, a coacervation method, or the like. The capsule diameter is 1-1000 μm, preferably 5-200 μm. The microcapsules 16 formed by the above method are generally in the form of a slurry containing moisture. It is possible to dry this powder to form a powder, but the binder material 18 is water-soluble such as polyvinyl alcohol, polyacrylamide, polyacrylic acid, urea-formalin, melamine-formalin, and isobutylene-maleic anhydride. In the case of using a conductive polymer (or prepolymer) material, a slurry of microcapsules may be mixed with an aqueous solution of a binder material to prepare a coating solution. When this is applied onto the common electrode 15 by means of blade coating, screen printing, roll coating, or the like, and dried, the microcapsule 16 and the binder material 18 form a single layer and are firmly formed on the common electrode 15. Fixed.
[0023]
In FIG. 3, reference numeral 19 denotes a concealing portion made of migrating particles contained in the dispersion liquid 17, reference numeral 20 denotes a colored portion in which the dye contained in the dispersion liquid 17 is dissolved, and reference numeral 21 denotes an electrode array of the writing device 1. 3 (a) shows the display medium 2 on which image information has already been written before writing, and FIG. 3 (b) shows an electrode array with respect to the display medium 2 of (a). 3 and 4 show a display medium 2 in which a predetermined voltage is determined corresponding to the current display location state and image information to be written, and this is applied for a specific time, and FIG. A display medium in which a predetermined voltage is determined by the electrode arrays 3 and 4 corresponding to the current display location state and image information to be written for the same display location, and this is applied for a specific time. 2 is shown.
[0024]
In FIG. 3, electrophoretic particles are produced by coating negatively charged particles with phenol on the surface of titanium dioxide particles, and a blue dye is used as the dye. At this time, as shown in FIG. 3 (a), the microcapsule 16 displays blue, white (indicated by diagonal lines in the drawing), white, blue, blue, and blue. Suppose that writing is performed by the writing device 1 so that blue, white, blue, and white are displayed. At this time, as shown in FIG. 3 (b), a state where a line-and-space image is displayed once so that the sign is alternately changed between positive and negative is applied to the common electrode by applying ± 100 V to the common electrode. In succession to this, ± 100 V is written to the common electrode 15 in correspondence with the image information by another electrode array 3. As a result, as shown in FIG. 3 (c), the writing device 1 can perform writing so that white, blue, blue, white, blue, and white are displayed on the display medium 2 from the left. This is because the image information is not directly written on the display medium 2, but a voltage or current for displaying a dummy image is applied once or the threshold voltage is exceeded so that there is no significant difference in the visual state. A voltage or current is applied to move the particles to a desired state, and then the voltage or current is applied a second time to display the target image information, and writing to the display medium 2 is performed. By doing so, it is possible to form an electric field intensity distribution that allows the migrating particles to migrate appropriately, and to perform writing with excellent resolution, contrast, and reliability.
[0025]
In addition, since the two electrode arrays 3 and 4 are continuously used, the writing speed is the same as the conventional one. In order to shift from the state shown in FIG. 3 (a) to FIG. 3 (b) first, when voltages having positive and negative signs are alternately applied to the electrode array 4, two adjacent microcapsules 16 are adjacent to each other. Since the voltage of the same sign is applied to the microcapsule 16, the direction of the electric lines of force, that is, the direction of the electric field is symmetrical to the left and right, and even if the electric lines of force are in the horizontal direction, they are balanced for symmetry. The migrating particles migrate according to the sign of the voltage of the electrode corresponding to the microcapsule 16 that is the display pixel, so that the migrating particles are not biased left and right, and are written so that blue and white alternate. However, although not shown, there may be some migration to the peripheral part in the microcapsule 16.
[0026]
Next, from the state shown in FIGS. 3B to 3C, a voltage is applied by selecting a code corresponding to the image information written in the electrode array 3 corresponding to the original image information. At this time, no voltage is applied to the particles that do not need to be migrated. Thereby, although there is an asymmetry in the distance, the voltage of the same sign is applied to the two microcapsules 16 to which the voltage is applied adjacent to the specific microcapsule 16, so that the direction of the electric lines of force, that is, the electric field Even if the directions are almost symmetrical and the lines of electric force are horizontal, they are balanced so that the migration of the migrating particles according to the sign of the voltage of the electrode corresponding to the microcapsule 16 that is a close display pixel. Occurs, and the electrophoresis is performed with no bias in the right and left, and is written so that blue and white alternate.
[0027]
In addition, the microcapsule 16 that is sandwiched between the microcapsules 16 to which a voltage of an opposite sign is applied and that is not applied with a voltage has a low electric field strength with the common electrode 15, so that the migrating particles are on the inner wall of the microcapsule 16. It is smaller than the threshold for migration from separation from, and is hardly affected. For this reason, although the migrating particles in the three microcapsules 16a, 16b, and 16c in FIG. 3 migrate to the opposite side, all migrated appropriately in the opposite direction. Blue, blue, white, blue and white high resolution, high contrast, high reliability images can be written. However, in the microcapsule 16a that is not completely symmetrical, the migrating particles are slightly moved to the right side of FIG. 3, but at a level that does not affect the viewing state observed from above.
[0028]
Furthermore, in addition to the change in the sign, the voltage level is applied in two steps for each display location, so that the halftone display state can be easily written while maintaining the solution level.
[0029]
Of course, the above contents can also be realized by using a single electrode array as in the prior art and stopping the scanning at the same position and writing twice. In this case, since the scanning speed is halved, the writing speed is halved. Moreover, although there is an advantage that there is no positional shift, since the electrode shape is the same, it is difficult to form an electric field strength distribution optimum for writing. However, even when a single electrode array is used, it is possible to improve resolution, contrast, and reliability by applying two different types of voltage or current to be applied over time or continuously as described above. it can.
[0030]
Furthermore, when there is no uniform white display or blue display on the entire surface, the voltage of the same sign can be applied to the two electrode arrays 3 and 4 to substantially double the application time. Can be doubled. In this case, the voltage or current may be the same.
[0031]
In addition, the size of the microcapsule 16 is set to ½ of the size corresponding to the resolution pitch, and the necessary resolution can be ensured even if the microcapsule 16 and the electrode arrays 3 and 4 are relatively displaced. In the case of the medium 2, when writing with only the single electrode array 3, the direction of the electric field is directed in the horizontal direction with respect to the microcapsule 16 located in the middle of the electrode arrays 3 and 4. The electrophoretic particles in 16 migrate almost in the horizontal direction and display a neutral gray color, which is not effective in improving the resolution but also increases the noise of the image. As the size of the particle decreases, the absolute size and concentration of the migrating particles and dye increase, making it more susceptible to the horizontal migration of the migrating particles. It becomes larger than the case of the normal size of the microcapsules 16. However, when writing using the two electrode arrays 3 and 4, high-resolution, high-contrast, and high-reliability writing can be performed in the same manner as the normal operation described above.
[0032]
Further, the positions of the electrode arrays 3 and 4 are laterally shifted by a half of the size corresponding to the resolution pitch, so that the microcapsules 16 positioned in the middle of the first written electrode array 4 are arranged. The voltage can be effectively applied by the electrode array 3 to be written next, and the resolution can be further improved.
[0033]
Further, in the two electrode arrays 3 and 4 of this embodiment, only the sign of the write voltage is changed. However, in the two electrode arrays 3 and 4, in addition to the direction of the current corresponding thereto, the voltage or It is also effective to change the current application magnitude, application time, waveform, and the like.
[0034]
The display medium 2 of this embodiment may be any display medium that can change its visibility by the action of voltage or current such as liquid crystal, electrochromic, electrophoresis, organic EL, inorganic EL, LED, etc. This is also effective when the voltage or current is supplementarily used with light, magnetic field, heat, pressure or the like.
[0035]
In addition, the display medium 2 that can retain a displayed image even after the electric field is erased, that is, has a memory property, is preferable. Ferroelectric liquid crystal, memory polymer dispersed liquid crystal, bistable cholesteric liquid crystal, electrochromic element, electric Examples thereof include, but are not limited to, electrophoretic elements, and a combination of light, heat, magnetic field, pressure, and the like may be used. In the case of not having a memory property, the erasing process is performed at the same time that the display medium 2 is used alone, so that its application is limited. For this reason, when it is desired to use it in the same manner as paper, it is necessary to provide the display medium 2 with a power supply or structure that maintains some memory property. However, in the case of having a memory property, it is possible to hold image data without the need to provide special means, as with the above paper.
[0036]
Even if the display material is not encapsulated in the microcapsule 16, it can be used as it is, applied alone or with other materials, inserted into a flat plate, or enclosed in a space consisting of a flat plate and a partition wall. Also good. Furthermore, these writing operations are not limited to twice, and the resolution and contrast can be further improved by performing the writing a plurality of times.
[0037]
[Embodiment 2 of the Invention]
A second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 4 is a conceptual diagram showing the positional relationship and display state between the electrode arrays 3 and 4 of the writing device 1 of FIG. 1 and the display pixels 2 of the display medium of FIG. 4 and the following description, members having the same reference numerals as in FIGS. 1 to 3 are the same as those in the first embodiment of the present invention. In the following, the second embodiment of the present invention is the same as the first embodiment of the present invention. Differences will be mainly described, and detailed description of common points will be omitted.
[0038]
In FIG. 4, migrating particles are produced by coating negatively charged particles with phenol on the surface of titanium dioxide particles, and a blue dye is used as the dye. At this time, as shown in FIG. 4 (a), the microcapsule 16 displays blue, white (indicated by diagonal lines in the drawing), white, blue, blue, blue from the left of the drawing, It is assumed that writing is performed by the writing device 1 so that white, blue, blue, self, blue, and white are displayed from the left. At this time, as shown in FIG. 4B, a state in which a blue solid image is displayed once so that all signs are negative is applied to the common electrode 15 with −100 V as a potential in the electrode array 4. Writing is performed, and subsequently, +100 V is written to the common electrode 15 in accordance with the image information with another electrode array 3 as a potential. Thereby, it can be written by the writing device so that blue, blue, self, blue, self, and blue are displayed on the display medium 2 from the left. This is not to write image information directly on the display medium 2, but to apply a voltage or current for displaying a dummy solid image once, and then display the desired image information. In addition, by applying a voltage or a tortoise flow for the second time and writing to the display medium 2, an electric field strength distribution capable of appropriately migrating the migrating particles can be formed, and resolution, contrast, and reliability can be formed. Writing with excellent properties can be performed.
[0039]
This is because when all negative voltages are first applied to the electrode array 4 from the states shown in FIGS. 4 (a) to 4 (b), all the microcapsules 16 display blue, resulting in a solid blue image. I wrote it. In this case, the migrating particles in all the microcapsules 16 migrate to the common electrode 15 surface and are in a uniform state. Further, next, from the state shown in FIGS. 4B to 4C, a positive sign voltage is applied corresponding to the image information written in the electrode array 3 corresponding to the original image information. At this time, no voltage is applied to the particles that do not need to be migrated. As a result, since only the voltage of the same positive sign needs to be applied only to the microcapsules 16 that need to be migrated, the adjacent electrodes do not form an electric field having a large intensity with a different sign potential. White can be displayed by appropriately migrating the migrating particles to the electrode to which the voltage of 1 is applied. In addition, the microcapsules 16 to which no voltage is applied are separated from the inner wall of the microcapsule 16 because the electric field strength with the common electrode 15 is small even when a voltage is applied to the adjacent microcapsules 16. It becomes smaller than the threshold for migration and is not easily affected.
[0040]
In this state, a state in which a white solid image is displayed once so that all signs are positive is written by applying +100 V to the common electrode 15 with a potential in the electrode array 4, and another electrode array is successively written. 3 is also effective in the case of writing −100 V in potential corresponding to the image information to the common electrode 15.
[0041]
In addition, when writing a solid image, since it is sufficient that the entire surface is uniform, it is not necessary to consider the threshold value of the microcapsule 16 adjacent to the microcapsule 16 at a specific display location. Increasing the length or making the application time longer than usual is very effective for improving the characteristics of a solid image to reflectivity up to the original optical density of the microcapsules 16 or writing a solid image at high speed. It is.
[0042]
Embodiment 3 of the Invention
A third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 5 is a conceptual diagram when the tips of the electrode arrays 3 and 4 of the writing device 1 are viewed from the display medium 2 side. 5 and the following description, members having the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3 are the same as those in the first embodiment of the present invention. In the following, the third embodiment of the present invention is the same as the first embodiment of the present invention. Differences will be mainly described, and detailed description of common points will be omitted.
[0043]
Reference numeral 21 denotes a tip of the electrode array 4 to be written first, reference numeral 22 denotes a tip of the electrode array 3 to be written a second time, 21a to 21f and 22a to 22f are exposed surfaces of the individual electrode arrays 3 and 4, These have a stylus head structure, and at the same time, the side surfaces of the head are shielded.
[0044]
In FIG. 5, when a negative voltage is applied to all the electrodes at the tip 22 of the electrode array 3 with respect to the display medium 2 shown in FIG. 2, the voltage can be applied for twice the normal time. Therefore, a solid image can be reliably formed. This is because, even when the display medium 2 is transported at the same step scanning speed as the usual, the length of the electrode is twice, so that voltage is applied twice.
[0045]
In addition to the length of the electrode, it is also effective to make the two electrode arrays 3 and 4 different in width, shape itself, arrangement and shape of the shield member, and distance from the display medium 2.
[0046]
Furthermore, when writing a line and space image instead of writing a solid image first, it is also effective to change the shape of the display pixels in two cycles in the array direction. In addition, when the migrating particles are partially migrated, it is also effective to make the exposed area of the electrode smaller than usual or offset. It is also effective to change the number of electrode arrays or change the pitch.
[0047]
[Embodiment 4 of the Invention]
A fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 6 is a conceptual diagram when the tips of the electrode arrays 3 and 4 of the writing device 1 are viewed from the display medium 2 side. In FIG. 6 and the following description, members having the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3 and 5 are the same as those in the third embodiment of the present invention. In the following, the fourth embodiment of the present invention is implemented. Description will be made mainly on points different from the third embodiment, and detailed description of common points will be omitted.
[0048]
Reference numeral 21 denotes the tip of the electrode array 4 to be written first, and reference numeral 22 denotes the tip of the electrode array 3 to be written second time. Reference numerals 21a to 21f are exposed surfaces of the individual electrode arrays 4, and reference numeral 22g is an exposed surface of the electrode array 3. These have a stylus head structure and at the same time the side surfaces of the head are shielded.
[0049]
In FIG. 6, when a negative voltage is applied to all the electrodes with respect to the display medium 2 shown in FIG. 2, it is not necessary to form individual arrays like the exposed surfaces 22 a to 22 f (FIG. 5). Therefore, the exposed surface 22g of the electrode array 3 has a common wide electrode structure connected in the direction perpendicular to the scanning direction, so that a voltage can be applied in twice the normal time, and at the same time A voltage can be directly applied to the display medium 2 in the space between the three and four portions, and the electric field direction can be ideally perpendicular and the lines of electric force can be made parallel, so that a solid image can be formed reliably. become able to. In this case, it is also effective to make the distribution uniform by applying different voltages by dividing into a plurality of parts instead of one common electrode 15. It is also effective to apply different voltages by dividing in the scanning direction.
[0050]
[Embodiment 5 of the Invention]
Embodiment 5 of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 7 is a front view of the writing apparatus 1 according to the fifth embodiment of the present invention. 7 and the following description, members having the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3 are the same as those in the first embodiment of the present invention. Hereinafter, the fifth embodiment of the present invention is the same as the first embodiment of the present invention. Differences will be mainly described, and detailed description of common points will be omitted.
[0051]
Reference numeral 2 denotes a display medium having a structure shown in FIG. 2, for example. Reference numeral 3 denotes an electrode array, which has the same configuration as that of the electrode array 3 in FIG. 1 and includes a switching circuit 9 integrally mounted on an electrode rod 7 formed on a substrate 5 by screen printing or the like. Are arranged in an array in a vertical direction with respect to the drawing. Reference numeral 11 denotes a power supply circuit that supplies a voltage pulse corresponding to the image signal to the electrode rod 7 through the switching circuit 9. Reference numeral 12 denotes a power supply circuit different from the reference numeral 11, which has a built-in circuit for switching a voltage pulse corresponding to an image signal, and is applied to an electrode roller made of a conductor indicated by reference numeral 23. Supply. Reference numeral 13 denotes a feeding mechanism, and in this case, by moving the display medium 2, it is possible to display visible information on the entire surface. Instead, a mechanism may be used in which the display medium 2 is fixed and the electrode array 3 and the electrode roller 23 are moved. The electrode array 3, the electrode roller 23, and the power supply circuits 11 and 12 are housed in a housing (not shown) and function as the writing device 1.
[0052]
In the case where a negative voltage is applied to all the electrodes with respect to the display medium 2 shown in FIG. 2, it is not necessary to form an individual array, so a negative voltage is applied to the entire electrode roller 23 as shown in FIG. By applying the voltage, it is possible to reliably apply a voltage while being in close contact with the display medium 2 and without rubbing the surface of the display medium 2, and the gap between the electrode arrays 3 and 4 in the first embodiment of the invention. Since the voltage can be directly applied to the display medium 2 and the direction of the electric field can be ideally vertical and the lines of electric force can be made parallel, a solid image can be reliably formed. At this time, when an elastic body made of carbon and rubber is used for the electrode roller 23, the time for applying the voltage can be increased by increasing the contact area. Further, it is also effective to use a belt, a seamless belt or the like other than the roller.
[0053]
[Sixth Embodiment of the Invention]
A sixth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 8 is a front view of the writing apparatus 1 according to the sixth embodiment of the present invention. 8 and the following description, members having the same reference numerals as in FIGS. 1 to 3 are the same as those in the first embodiment of the present invention. Hereinafter, the sixth embodiment of the present invention is the same as the first embodiment of the present invention. Differences will be mainly described, and detailed description of common points will be omitted.
[0054]
In FIG. 8, reference numeral 2 denotes a display medium, for example, having the structure shown in FIG. Reference numeral 24 denotes an ion gun array as an application means, which includes a corona wire 25, a discharge frame 26, and control electrodes 27a and 27b, which are arranged in an array by arranging them in a direction perpendicular to the paper surface. Reference numeral 28 denotes a high-voltage power supply for generating corona ions, and reference numeral 29 denotes a power supply for ion flow control. Reference numeral 13 denotes a feeding mechanism, and in this case, by moving the display medium 2, it is possible to display visible information on the entire surface. Instead, a mechanism that fixes the display medium 2 and moves the ion gun array 24 and the electrode array 3 may be used.
[0055]
An example of the operation of the migrating particles by the ion gun array 24 will be described below. First, a voltage having a polarity opposite to the surface charge of the migrating particles in the display medium 2 (for example, a negative voltage when the migrating particles have only a positive charge due to titanium oxide) is applied to the corona wire 25, Supply a negative charge to the surface. Then, due to the electric field formed between this charge and the common electrode 15, the migrating particles move to the surface, and the color of the migrating particles is observed. Next, a positive voltage is applied to the corona wire 25, and the polarity and magnitude of the voltage applied to the control electrode 27a are changed according to the image signal. That is, when a positive voltage is applied, the ion flow passes through the aperture 30 and positive charges are supplied to the surface of the display medium 2, so that the migrating particles move to the common electrode 15 side, and the dispersion medium starts from the surface. The color of is observed. When a negative voltage is applied, since the ion flow cannot pass through the aperture 30, no charge is supplied to the surface of the display medium 2, no migration of the migrating particles occurs, and the color of the migrating particles is observed from the surface. . The ion gun array 24 is housed in a housing (not shown) and functions as the writing device 1.
[0056]
In FIG. 8, reference numeral 3 denotes an electrode array, which has the same configuration as the electrode array 3 of FIG. 1, and is a switching device that is integrally mounted on an electrode rod 7 formed on the substrate 5 by screen printing or the like. The circuit 9 is arranged in a large number in the direction perpendicular to the paper surface. Reference numeral 11 denotes a power supply circuit that supplies a voltage pulse corresponding to the image signal to the electrode rod 7 through the switching circuit 9. Reference numeral 13 denotes a common feeding mechanism. In this case, by moving the display medium 2, it is possible to display visible information on the entire surface. Instead, a mechanism that fixes the display medium 2 and moves the electrode array 3 and the ion gun array 24 may be used. The electrode array 3, the power supply circuit 11 and the like are housed in a housing (not shown) and function as the writing device 1.
[0057]
In FIG. 8, either the ion gun array 24 or the electrode array 3 may be used as an electrode to be written first. When the ion gun array 24 is used to write a solid image uniformly and cleanly at the beginning, the charge is held on the surface of the display medium, so that the effective time for applying the voltage can be lengthened and complicated. It is very effective in that it does not require any control. Further, when writing with the ion gun array 24 for the second time, the charge is also held on the surface of the display medium 2, so that the writing speed can be increased. In this case, it is effective to adjust the two writing heads for high-speed writing by increasing the length of the electrode to be written first, increasing the voltage, or combining with the roller structure. Further, an ion gun array 24 may be used instead of the electrode array 3 (that is, two rows of ion gun arrays 24 may be arranged). In this case, writing at the first time and the second time with the ion gun array 24 enables high-speed writing with a simple operation. Further, in addition to the ion gun array 24, even if only simple corona discharge, roller charging, brush charging, or the like is used, the charge can be held for a long time, which is similarly effective.
[0058]
【Example】
Specific examples will be described below.
[0059]
(Example 1)
The reversibly rewritable display medium 2 was produced as follows. Titanium dioxide (CR60: Ishihara) with an average particle size of O.21 μmm whose surface was treated with Al was used as a dispersion medium, using 0.5% by weight of a blue dye (Macrolex Blue RR: Bayer) dissolved in tetrachloroethylene. Sangyo Co., Ltd.) was used. The particles and oleic acid were mixed in a dispersion medium at 10 wt% and 0.5 wt%, respectively, to obtain a dispersion liquid 17.
[0060]
A microcapsule 16 containing the dispersion 17 was prepared as follows. That is, an aqueous gelatin solution and an aqueous gum arabic solution are mixed, heated to 50 ° C., and an aqueous sodium hydroxide solution is added to adjust the pH to 9. The dispersion liquid 17 is added to this, and it emulsifies by stirring. Further, the pH was gradually lowered to 4 to deposit a concentrated gelatin / gum arabic solution at the interface of the dispersion 17, then the temperature was lowered to gel the film, and an aqueous glutaraldehyde solution was added to cure. In this way, a slurry of microcapsules 16 using gelatin as a wall material was obtained. The emulsification conditions were controlled so that the capsule diameter averaged 60 μm.
[0061]
A 100 μm-thick PET was used as the substrate 14, and an ITO thin film was formed by sputtering to form the common electrode 15. On top of this, a slurry obtained by adding an equal weight of the above-mentioned microcapsule 16 slurry to a 10% aqueous solution of polyvinyl alcohol is applied with a blade coater and dried to form a single layer of the microcapsule 16 and polyvinyl alcohol. 15 was fixed.
[0062]
Here, writing was performed on the display medium 2 by the writing device 1 including the two electrode arrays 3 and 4 shown in FIG. As the electrode arrays 3 and 4, 400 electrode rods 7 and 8 arranged at a pitch of 125 μm were used. A voltage pulse corresponding to the image signal was supplied to the electrode rods 7 and 8 via the switching circuits 9 and 10. The voltage at which the surface of the display medium 2 is displayed in blue is −150 V, the voltage at which white is displayed is +150 V, and the pulse width is 100 ms. By moving the display medium 2 by the feeding mechanism 13, it was possible to display an image on the entire surface of the display medium 2. The feed rate was 1.25 mm / sec.
[0063]
In order to measure the rewrite characteristics, image information whose resolution is easily deteriorated as shown in FIGS. 3A and 3C is determined as a check pattern A and a check pattern B, and only the electrode rod 7 is used in advance. First, a check pattern A was written on the entire blue display medium 2 on which nothing had been written to form a check sheet. For this check sheet, a check pattern B is applied by determining the sign and applying a voltage as shown in FIGS. 11 (a), 11 (b), 3 (b) and 3 (c) in order of the electrode rods 8 and 7. As for the evaluation of check pattern B of the check sheet, the resolution is pre-checked by incorporating vertical, horizontal, diagonal line and space (L & S), lattice and kanji with many strokes into check pattern B, and laser printer ( The resolution was comprehensively determined by visual comparison with various images output by Ricoh NS500). For contrast evaluation, the optical density of solid images and the like was measured with an optical density measuring device (Tokyo Denka DENSITOMETER TC-6MC). However, the contrast of the edge of the image has a greater influence on the actual visual perception than the contrast of the solid image or the like, and this can be evaluated by visual evaluation of the resolution.
[0064]
(Comparative Example 1)
Using the same check sheet as in Example 1, the same writing device 1 determines the sign as shown in FIG. 11B using only the electrode rod 7 and applies the voltage to write the check pattern B only once. It is. Evaluation is the same as in Example 1.
[0065]
(referenceExample 2)
  Using the same check sheet as in the first embodiment, the same writing device 1 determines the sign as shown in FIGS. 4B and 4C in the order of the electrode rods 8 and 7 and applies a voltage to the check pattern. B is finally written. Evaluation is the same as in Example 1.
[0066]
(referenceExample 3)
  Writing was performed using one electrode array 4 corresponding to the electrode rod 8 of the two electrode arrays 3 and 4 of the writing apparatus 1 of Example 1 as a common electrode instead of the array. OthersreferencePerformed as in Example 2.
[0067]
(referenceExample 4)
  One electrode array 4 corresponding to the electrode rod 8 of the two electrode arrays 3 and 4 of the writing device 1 of the first embodiment is a metal roller 23, and the display medium 2 is a metal roller 23 and a silicon rubber roller. Writing was performed as the common electrode 15 having a structure to be inserted. OthersreferencePerformed as in Example 2.
[0068]
(referenceExample 5)
  Writing is performed by the writing device 1 in which the one electrode array 4 corresponding to the electrode rod 8 of the two electrode arrays 3 and 4 of the writing device 1 of Example 1 is the ion gun array 24 shown in FIG. It was. Actually, a voltage of +5 kV was applied to the corona wire 25 without providing the grid electrode, and the entire surface of the display medium 2 was displayed in blue. Thereafter, with the remaining electrode array 3, the sign is determined as shown in FIG. 4C and a voltage is applied to finally write the check pattern B. Evaluation is the same as in Example 1.
[0069]
  FIG. 9 shows the embodiments described above.Reference examples,FIG. 10 is a table showing the evaluation of a written image on the display medium 2 in a comparative example, and is a table of resolution (dpi) and optical density (displayed in reflectance%) of a check sheet. However, in this table, ◎ is very good, ○ is good, Δ is normal, and × is bad.
[0070]
【The invention's effect】
  The invention according to claim 1,A writing device having high resolution, high contrast, high reliability, and high writing speed with respect to a display medium can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a writing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a display medium on which writing is performed by the writing device.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a positional relationship and a display state between an electrode array of the writing device and display pixels of the display medium.
FIG. 4 is a conceptual diagram showing the positional relationship and display state between an electrode array of a writing device and display pixels of a display medium according to Embodiment 2 of the present invention;
FIG. 5 is a conceptual diagram when the tip of an electrode array of a writing device according to Embodiment 3 of the present invention is viewed from the display medium side.
FIG. 6 is a conceptual diagram when the tip of an electrode array of a writing device according to Embodiment 4 of the present invention is viewed from the display medium side.
FIG. 7 is a front view of a writing device according to a fifth embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a front view of a writing device according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a table of resolution and optical density of a check sheet showing evaluation of a written image on a display medium in Example and Comparative Example of the present invention.
FIG. 10 is a front view of a conventional writing device.
FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a conventional display medium.
FIG. 12 is a conceptual diagram showing a positional relationship and display state between an electrode array of a conventional writing device and display pixels of a display medium.
[Explanation of symbols]
1 Writing device
3 Application means
4 Application means
23 Application means
24 Application means

Claims

電圧の作用により視認状態が変化する複数個の表示画素からなる表示媒体に対して、画像情報に従った表示の書込みを行う書込装置であって、
書込み前に、隣接する表示画素に対し、符号が正負交互になるように電圧を印加する印加手段と、
書込み時において、隣接する２つの表示画素における泳動させる必要のない一方の表示画素には電圧を印加せず、他方の表示画素には、書込み前に印加された電圧とは逆の電圧を印加する印加手段を備え、
前記泳動させる必要のない表示画素が異符号の電圧を印加された表示画素の間に挟まれることを特徴とする書込装置。A writing device for writing a display according to image information on a display medium composed of a plurality of display pixels whose visibility is changed by the action of a voltage,
Application means for applying a voltage so that the sign alternates between adjacent display pixels before writing ;
At the time of writing, no voltage is applied to one display pixel that does not need to be migrated between two adjacent display pixels, and a voltage opposite to the voltage applied before writing is applied to the other display pixel. Providing means,
A writing apparatus, wherein display pixels that do not need to be migrated are sandwiched between display pixels to which voltages of different signs are applied .