JP2001175203A - 表示シートおよび該表示シートを用いた画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子情報の文字・画像の表示ができ、且つ追
記、部分消去可能な安価な表示シート及び該表示シート
を用いた表示装置の提供。 【解決手段】 磁気的作用により状態が変化する多数の
表示画素及び部分的に磁化および消磁可能な半硬質磁性
材料が少なくとも設けられた表示シートにおいて、前記
表示画素がカプセル中に回転可能で表面が２色以上の色
に塗り分けられた一方向に磁化された永久磁石である粒
子を内蔵したものであることを特徴とする表示シートお
よび該表示シートを用いた画像表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子情報の文字・
画像の表示ができ、かつ追記、部分消去可能な安価な表
示シートと画像表示装置、および電子情報に追記、また
は電子情報を部分消去した書類を簡便に電子情報に変更
することが可能な画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】１．特公平３−６１１９６ 磁気的作用によって物質が移動又は回転を行い画像を表
示し、該表示状態を磁気的に保持する手段を有する表示
装置として、透明フィルムと半硬質磁性材からなる基材
の間に磁性分散液を具備し画像表示を行う装置がある
が、この装置においては、表面側からの磁力によって画
像の部分的な消去は不可能である。また、円柱状、四角
柱状の磁性体表示画素とし、該画素に対応した半硬質磁
性材を有する画像表示を行う装置があるが、この画像表
示装置においては、表示画素は個々に区切られたセル中
に配置してあり、また、表示画素に対応した着磁、消磁
可能な磁石を設ける構成を採っているため、分解能の高
い表示を行う場合、多数の表示セルと表示セルに対応し
た多数の磁石を設ける必要があり、高価な物になってし
まう。 ２．特開平９−２１２１１０ 磁性粒子をマイクロカプセル中に閉じこめ、磁力による
磁性粒子の移動により情報を表示する装置において、表
面から部分的に情報を消去する手段は、セル中のチクロ
トロピー性液体の粘性を振動によって低下させることに
より、表面からの部分的な消去を可能にしたものであ
る。この特開平９−２１２１１０においては、部分的な
情報の消去に振動を用いるため、振動が基材全体に伝達
し細かな部分消去ができにくい欠点がある。

【０００３】３．特開平８−１２９３４５ ペンの圧力で容易に磁性体分散液セルがセル下方に配置
された磁気シートに近接し、表面からの部分的な消去を
可能にした磁性体分散液セルを用いた表示装置が提案さ
れている。この特開平８−１２９３４５においては、ペ
ンの圧力を利用するため、表面の透明材の磨耗、基材の
耐久性の劣化が大きい。 ４．特開平６−１０２８３０ ２次元の磁気ヘッドアレイを用いて画像を表示させる装
置として、２色に塗り分けられた永久磁石を表示画素と
し、画素毎に対応したコイルを画素の裏面に設置する表
示装置が提案されている。この表示装置においては、画
素に対応したコイルが常時磁力を発生していれば良い
が、コイルからの磁力が無くなると表示画素自体が磁石
であるため、隣接する表示画素のＮ極とＳ極同士が引き
寄せられてしまい、表示が維持できない。また、表示画
素同士がくっつくのを防ぐために表示セルの間に磁気シ
ールド材を設けてあげても良いが、その場合はセル自体
が大変高価な物になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電子
情報の文字・画像の表示ができ、且つ追記、部分消去可
能な安価な表示シート及び該表示シートを用いた画像表
示装置の提供にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１は、磁気的
作用により状態が変化する多数の表示画素および部分的
に磁化および消磁可能な半硬質磁性材料が少なくとも設
けられて構成され、かつ前記表示画素がカプセル中に回
転可能で表面が２色以上の色に塗り分けられた一方向に
磁化された永久磁石である粒子を内蔵したものであるこ
とを特徴とする表示シートにある。この表示シートは電
子情報、画像の表示ができ、且つ追記、部分消去可能な
表示シートである。本発明の第２は、半硬質磁性材料の
抗磁力が、永久磁石の抗磁力よりも小さいことを特徴と
する表示シートにある。本発明の第３は、半硬質磁性材
料の残留磁化が、永久磁石の残留磁化より大きいことを
特徴とする前記第１〜２の表示シートにある。前記第２
と３の表示シートは、その表面側から追記、部分消去し
やすい表示シートである。

【０００６】本発明の第４は、前記１〜３の表示シート
および該表示シートの裏面から画像形成することのでき
る画像形成手段を少なくとも有することを特徴とする画
像表示装置にある。本発明の第５は、画像形成手段が表
示シートとは物理的に一体でないものであることを特徴
とする前記第４の画像表示装置にある。本発明の第６
は、画像形成手段が２次元磁気ヘッドアレイである前記
第４〜５の画像表示装置にある。前記第５と６の画像表
示装置は、電子情報、画像の表示ができ、且つ表示シー
トを表示のための書き込み装置から物理的に切り離せる
ことが可能な画像表示装置である。

【０００７】本発明の第７は、画像形成手段が、表示シ
ートの半硬質磁性材料の磁化状態を検知し、該状態を電
子情報に変換することが可能なものであることを特徴と
する前記第４〜６の画像表示装置にある。この画像表示
装置は、表示シートの半硬質磁性材料の磁化状態を検知
することにより、表示シートの画像を追記や部分消去し
た部分も含め電子的に取り込むことが可能な画像表示装
置である。本発明の第８は、表示シートに形成される画
像に追記および／または部分的な消去を行うことのでき
る磁気ペンを有することを特徴とする前記第４〜７の画
像表示装置にある。この画像表示装置は、電子情報、画
像の表示ができ、且つ表示シートの画像に追記および／
または表示シートの画像の部分消去が可能な表示装置で
ある。

【０００８】本発明の第９は、磁気ペンによって発生す
る磁気ペン近傍の磁界の強さが、永久磁石の抗磁力より
も小さく、かつ半硬質磁性材料の抗磁力よりも大きいこ
とを特徴とする前記第８の画像表示装置にある。この画
像表示装置は、その表面側から追記、部分消去しやすい
画像表示装置である。本発明の第１０は、磁気ペンが、
ペン先が表示シートに接触することにより磁界を発生す
るコイルを内蔵していることを特徴とする前記８〜９の
画像表示装置にある。この画像表示装置は、磁気ペンに
より、追記又は部分消去される画像を高い分解能で書き
込みおよび／または消去することが可能な画像表示装置
である。本発明の第１１は、磁気ペンが、直流または交
流の磁界を発生することができ、かつ必要に応じて直流
または交流の切替が可能なものであることを特徴とする
前記８〜１０の画像表示装置にある。この画像表示装置
は、磁気ペンにより、追記される部分の画像が予め２次
元磁気ヘッドアレイによって形成された画像と視覚的に
区別が可能で、且つ追記されたシートの画像を２次元磁
気ヘッドアレイによって電子的に変換する際、追記され
た部分のみを分離して電子的に取り出すことが可能な画
像表示装置である。

【０００９】以下、本発明の表示シートおよび該シート
を用いた画像表示装置を図面に基づいて詳細に説明す
る。なお、本発明において、表示シートとは、半硬質磁
性材料を含有または塗布したシート、永久磁石を内蔵し
たカプセル等を指す。本発明で表示画素として用いるマ
イクロカプセルの構成を図１に示す。マイクロカプセル
３は透明のセル１と該セル１中に内蔵された永久磁石粒
子２から構成されている。永久磁石粒子２は予めＮ極、
Ｓ極を有するように着磁されている。また、永久磁石粒
子２の表面は２色以上の色に塗り分けられ、図１の例に
おいてはＮ極側が黒、Ｓ極側が白に塗り分けられてい
る。永久磁石粒子２はセル１中を自由に回転できる様に
セル１とは物理的に接着されてはいない。図１の永久磁
石粒子２は図２に示したように永久磁石５を内蔵した粒
子４であっても良い。

【００１０】上記のマイクロカプセル３を図３に示すよ
うにシート状の半硬質磁性材料の上に塗布し、半硬質磁
性材料の表面を覆うように接着させる。半硬質磁性材料
が着磁していない状態においては永久磁石粒子はセル中
を自由に回転できるため、隣接するマイクロカプセル３
中の永久磁石粒子の向きによってエネルギーが最小にな
るような向きをとる。

【００１１】上記のマイクロカプセル３で表面が覆われ
た表示シート７の下方から表示画素ピッチに対応した２
次元磁気ヘッドアレイ８を用いて半硬質磁性材料の磁化
を行うと、図４に示したようにヘッドアレイ８に印可す
る磁化の向きによって、半硬質磁性材料は磁化され、そ
れによって半硬質磁性材料上に設けられたマイクロカプ
セル３中の永久磁石粒子２の向きも制御される。すなわ
ち、画像を形成することができる。

【００１２】２次元磁気ヘッドアレイ８と表示シート７
は画像を表示させる時には互いに近接して配置されてい
なければならないが、画像を形成した後は、画像自体は
半硬質磁性材料の磁化によって保持されるため、シート
を２次元磁気ヘッドアレイから離しても画像が消えるこ
とは無い。従って、表示シート７が複数枚あれば、２次
元磁気ヘッドアレイ８が１つであっても上記シートを順
次磁気ヘッドアレイの上に載せることにより、複数の画
像が順次形成でき複数画像を同時に見ることができる。

【００１３】この表示シート７は、２次元磁気ヘッドア
レイで画像を形成した後に磁気ペンを用いて文字の追
記、又は画像の部分消去を行うことができる。その原理
を図５及び図６を用いて示す。図５（ａ）の様に永久磁
石粒子２の白色部が表面に出ている領域に磁気ペン９を
接触させ、直流磁界を印可すると図５（ｂ）に示すよう
に磁気ペン直下の永久磁石粒子２は反転し黒色部が表面
を向く。また、反転した永久磁石粒子２直下のシート状
半硬質磁性材料の微小領域の磁化の向きも反転し、磁気
ペンを取り去った後も反転した永久磁石粒子の向きを保
持する。これによって追記が可能になる。また、図６
（ａ）の様に永久磁石粒子２の黒色部が表面に出ている
領域に磁気ペン９を接触させ、図６（ｂ）に示したよう
な直流磁界を印可すると磁気ペン直下の永久磁石粒子２
は反転し白色部が表面を向く。また、反転した永久磁石
粒子直下の半硬質磁性材料の微小領域の磁化の向きも反
転し、磁気ペンを取り去った後も反転した永久磁石粒子
の向きを保持する。これによって部分消去が可能にな
る。

【００１４】２次元磁気ヘッドアレイで形成した画像と
追記した画像を視覚的に見分けたい場合には、図７に示
した方法を用いる。すなわち、図７（ａ）の様に永久磁
石粒子２の白色部が表面に出ている領域に磁気ペン９を
接触させ、図７（ｂ）に示したような交流磁界を印可し
ながら磁気ペン９を取り去ると、磁気ペンの下の半硬質
磁性材料の微小領域は消磁状態に近い状態になる。これ
により消磁状態の半硬質磁性材料上のマイクロカプセル
中の永久磁石粒子の向きを制御する力は小さくなり、近
接するマイクロカプセル中の永久磁石同士が図７（ｂ）
に示したように引き合う状態になる。この結果、黒と白
が混ざった色、つまり表面側からは灰色に見える。これ
によって２次元磁気ヘッドアレイで形成した画像と追記
した画像を視覚的に見分けることが可能になる。

【００１５】図８に示すように、磁気ペンの交流磁界に
よって書き込まれた画像を再度２次元磁気ヘッドアレイ
８の上に置き、半硬質磁性材料が磁化しない程度の微小
交流電流をヘッドアレイのコイルに流すと、半硬質磁性
材料の消磁状態の部分の透磁率は他の部分の透磁率より
も高いため、消磁状態の半硬質磁性材料の直下にあるコ
イルのインダクタンスは消磁状態に無い半硬質磁性材料
の直下にあるコイルのインダクタンスより高くなる。そ
れを検知することにより、追記した部分のみの情報を電
子情報に変換することができる。なお、半硬質磁性材料
は永久磁石粒子の抗磁力よりも低い磁場の強さで磁化さ
れることが必要であるため、半硬質磁性材料の抗磁力は
永久磁石粒子２又は５の抗磁力よりも低いことが望まし
い。

【００１６】また、半硬質磁性材料が着磁された場合、
永久磁石粒子は隣接する永久磁石粒子からの磁界よりも
半硬質磁性材料の磁界で制御することが必要なため、半
硬質磁性材料の残留磁化は永久磁石粒子２又は５の残留
磁化よりも大きいことが望ましい。また、磁気ペン９か
ら発生する直流又は交流磁界によって永久磁石粒子の磁
化状態は変化せず半硬質磁性材料の磁化状態のみが変化
することが必要であるため、前記磁気ペンによって発生
する磁気ペン近傍の磁界の強さは前記永久磁石粒子２又
は５の抗磁力よりも小さく、且つ前記半硬質磁性材料の
抗磁力よりも大きいことが望ましい。尚、磁気ペンとし
て永久磁石も使えることは自明であるが、永久磁石は常
に磁界を発生しているため、磁気ペンが表示シート７に
近接すると、磁気ペンが表示シート７に接触する以前に
も半硬質磁性材料に磁界が掛かり、広がった磁場によ
り、画像がぼけてしまう。従って分解能の高い追記や部
分消去を行う場合には磁気コイルを内蔵し、シートと接
触して初めて磁界が掛かるような磁気ペンの構成が望ま
しい。

【００１７】

【効果】１．請求項１ 電子情報、画像の表示ができ、且つ追記、部分消去可能
な表示シートが得られた。 ２．請求項２と３ 請求項１の効果に加えて、その表面側から追記、部分消
去しやすい表示シートが得られた。 ３．請求項４ 前記第１〜３の表示シートの特性を有する電子情報、画
像の表示ができる画像表示装置が得られた。 ４．請求項５と６ 電子情報、画像の表示ができ、且つ表示シートを表示の
ための書き込み装置から物理的に切り離せることが可能
な画像表示装置が得られた。 ５．請求項７ 表示シートの半硬質磁性材料の磁化状態を検知すること
により、表示シートの画像を追記や部分消去した部分も
含め電子的に取り込むことが可能な画像表示装置が得ら
れた。 ６．請求項８ 電子情報、画像の表示ができ、且つ表示シートの画像に
追記および／または表示シートの画像の部分消去が可能
な画像表示装置が得られた。 ７．請求項９ 表面側から追記、部分消去しやすい画像表示装置が得ら
れた。 ８．請求項１０ 磁気ペンにより、追記又は部分消去される画像を高い分
解能で書き込みおよび／または消去することが可能な画
像表示装置が得られた。 ９．請求項１１ 磁気ペンにより、追記される部分の画像が予め２次元磁
気ヘッドアレイによって形成された画像と視覚的に区別
が可能で、且つ追記されたシートの画像を２次元磁気ヘ
ッドアレイによって電子的に変換する際、追記された部
分のみを分離して電子的に取り出すことが可能な画像表
示装置が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で表示画素として用いるマイクロカプセ
ル３の一例の模式的断面を示す図である。

【図２】本発明で表示画素として用いるマイクロカプセ
ル３の他例の模式的断面図である。

【図３】マイクロカプセル３をシート状の半硬質磁性材
料上に塗布し、半硬質磁性材料を含有又は塗布したシー
ト６の表面を覆うように接着させた表示シート７を示す
図である。

【図４】ヘッドアレイ８に印可する磁化の向きによっ
て、マイクロカプセル３中の永久磁石粒子２の向きが制
御されることを示す図である。

【図５】形成した画像に磁気ペンを用いて文字の追記、
原理を説明した図である。 （ａ）永久磁石粒子２の白色部が表面に出ている領域に
磁気ペン９を接触させた状態を示す図である。 （ｂ）前記（ａ）に直流磁界を印可させた状態を示す図
である。

【図６】形成した画像に磁気ペンを用いて文字の追記、
原理を説明した図である。 （ａ）永久磁石粒子２の黒色部が表面に出ている領域に
磁気ペン９を接触させた状態を示す図である。 （ｂ）前記（ａ）に直流磁界を印可させた状態を示す図
である。

【図７】２次元磁気ヘッドアレイで形成した画像と追記
した画像を視覚的に見分けたい場合の追記、原理を説明
した図である。 （ａ）永久磁石粒子２の白色部が表面に出ている領域に
磁気ペン９を接触させた状態を示す図である。 （ｂ）前記（ａ）に交流磁界を印可した状態を示す図で
ある。

【図８】交流磁界を印可しながら磁気ペン９を取り去
り、磁気ペン下の半硬質磁性材料の微小領域を消磁状態
に近い状態とした場合の状態を示す図である。

【符号の説明】

１ セル ２ 永久磁石粒子 ３ マイクロカプセル ４ 永久磁石５を内蔵した粒子 ５ 永久磁石 ６ 半硬質磁性材料を含有又は塗布したシート ７ マイクロカプセルで表面が覆われた表示シート ８ ２次元磁気ヘッドアレイ ９ 磁気ペン

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気的作用により状態が変化する多数の
   表示画素及び部分的に磁化および消磁可能な半硬質磁性
   材料が少なくとも設けられた表示シートにおいて、前記
   表示画素がカプセル中に回転可能で表面が２色以上の色
   に塗り分けられた一方向に磁化された永久磁石である粒
   子を内蔵したものであることを特徴とする表示シート。
2. 【請求項２】 半硬質磁性材料の抗磁力が、永久磁石の
   抗磁力よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の表
   示シート。
3. 【請求項３】 半硬質磁性材料の残留磁化が、永久磁石
   の残留磁化より大きいことを特徴とする請求項１〜２の
   いずれかに記載の表示シート。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の表示シ
   ートおよび該表示シートの裏面から画像形成することの
   できる画像形成手段を少なくとも有することを特徴とす
   る画像表示装置。
5. 【請求項５】 画像形成手段が該表示シートとは物理的
   に一体でないものであることを特徴とする請求項４記載
   の画像表示装置。
6. 【請求項６】 画像形成手段が２次元磁気ヘッドアレイ
   である請求項４〜５のいずれかに記載の画像表示装置。
7. 【請求項７】 画像形成手段が、表示シートの半硬質磁
   性材料の磁化状態を検知し、該状態を電子情報に変換す
   ることが可能なものであることを特徴とする請求項４〜
   ６のいずれかに記載の画像表示装置。
8. 【請求項８】 表示シートに形成される画像に追記およ
   び／または部分的な消去を行うことのできる磁気ペンを
   有することを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載
   の画像表示装置。
9. 【請求項９】 磁気ペンによって発生する磁気ペン近傍
   の磁界の強さが、永久磁石の抗磁力よりも小さく、かつ
   半硬質磁性材料の抗磁力よりも大きいことを特徴とする
   請求項８記載の画像表示装置。
10. 【請求項１０】 磁気ペンは、ペン先が表示シートに接
    触することにより磁界を発生するコイルを内蔵している
    ことを特徴とする請求項８〜９のいずれかに記載の画像
    表示装置。
11. 【請求項１１】 磁気ペンは、直流または交流の磁界を
    発生することができ、かつ必要に応じて直流または交流
    の切替が可能なものであることを特徴とする請求項８〜
    １０のいずれかに記載の画像表示装置。