JP2001188268A - 電気泳動表示方式を用いた印字方法 - Google Patents

電気泳動表示方式を用いた印字方法

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JP2001188268A
JP2001188268A JP37297299A JP37297299A JP2001188268A JP 2001188268 A JP2001188268 A JP 2001188268A JP 37297299 A JP37297299 A JP 37297299A JP 37297299 A JP37297299 A JP 37297299A JP 2001188268 A JP2001188268 A JP 2001188268A
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Masaya Nakamura
方也 中村
Koichi Nakayama
浩一 中山
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Star Micronics Co Ltd
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    • B41J2/385Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective supply of electric current or selective application of magnetism to a printing or impression-transfer material
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G17/00Electrographic processes using patterns other than charge patterns, e.g. an electric conductivity pattern; Processes involving a migration, e.g. photoelectrophoresis, photoelectrosolography; Processes involving a selective transfer, e.g. electrophoto-adhesive processes; Apparatus essentially involving a single such process
    • G03G17/04Electrographic processes using patterns other than charge patterns, e.g. an electric conductivity pattern; Processes involving a migration, e.g. photoelectrophoresis, photoelectrosolography; Processes involving a selective transfer, e.g. electrophoto-adhesive processes; Apparatus essentially involving a single such process using photoelectrophoresis

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気泳動表示方式を用いた新規なリライト方
法であって、印字基体に対する画像のリライトを低コス
トかつ容易に行うことができ、印字基体の価格も抑える
ことのできる方法を提供する。 【解決手段】 印字基体1の表面に、背面電極3と、電
気泳動粒子5bを含む分散系5とを、この順に積層して
印字層2を形成する。一方、背面電極3と対をなし、か
つ所定の印字パターンに分割された表面電極20を備え
る印字ヘッド10を印字基体1とは別体に構成する。印
字ヘッド10の表面電極20を印字基体1に形成した印
字層2に接触させて背面電極3に対向させ、その状態で
表面電極20と背面電極3との間に印字電圧を印加す
る。分散系5の電気泳動粒子5bが印字電圧の極性に応
じて分布変化し、所要の画像を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気泳動表示方式
を用いて所要の可変的画像を印字基体に繰り返し印字す
ることのできる印字方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電気泳動原理を利用した表示装置(EP
D:Electrophoretic Display)は、分散媒中に分散さ
せた荷電顔料粒子(電気泳動粒子)の電気泳動現象を用
いた非発光型の表示装置であって、高コントラスト、広
視野角、電源供給なしでの長時間表示、低消費電力等、
液晶表示装置にはない特長を備えている。
【0003】EPDは、特公昭52−28354号公報
や特許公報第2551783号等によって公知であり、
その基本構成は、少なくとも一方が透明な対向する一対
の電極層の間に、電気泳動粒子を分散させた分散媒が封
入され、透明な電極層側の面が目視面とされる。そし
て、電極層間に表示電圧を印加すると、電気泳動粒子が
一方の電極層側に吸着される表示動作が行われ、目視者
は電気泳動粒子または分散媒を見ることになる。実際に
画像表示を行うにあたっては、一方の電極層を所定の表
示パターンに分割し、これら分割電極層に対して印加す
る電圧の極性を選択的に制御する。すると、電気泳動粒
子と分散媒とのコントラストが形成されて所要の画像が
表示される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記EPDは、一対の
電極層間に印加する電圧の極性を随時制御することによ
って、画像の印字と消去を繰り返し行うことができるリ
ライト性を有していると言える。そこで本発明者は、こ
の電気泳動表示方式を応用した全く新規なリライト方法
の可能性を鋭意検討した。リライト対象物である印字基
体としては、可変的な情報が記録されるメディア等が挙
げられ、例えば、購入額に応じたポイントが加算されて
表示されるポイントカードや、歯医者等において次回の
診察日時が表示される診察カード等のカードが挙げられ
る。また、コンピュータ環境における各種データのバッ
クアップや受け渡しに用いられているFD、MO、ZI
P等の磁気メディアにおけるデータの内容表示、あるい
は容量残量表示等にも応用が可能であろう。
【0005】さて、このようなメディアに電気泳動表示
方式を応用するにあたっては、メディアの表面に上記E
PDを搭載させる手段が最も簡単に想到された。しかし
ながらこのような手段では、特に表示パターンに分割さ
れる一方の電極層の構成が比較的複雑であり、これに伴
って分割電極層への電圧印加のための回路構成が複雑化
するので、メディアの価格を著しく高騰させることにな
り実用的ではない。
【0006】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、カードや磁気メディア等の印字基体に対する画像の
リライトを、低コストで、かつ容易に行うことができる
とともに、印字基体の価格を抑えることのできる電気泳
動表示方式を用いた印字方法を提供することを目的とし
ている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記EPD
を構成する一対の電極層のうち、分散系に表示動作を行
わせる側の電極層を除くと、残った他方の電極層と分散
系は単なるペーパー・ライクな(紙の様な)記録メディ
アと見なすことができ、安価であることに着目した。そ
して、分散系に表示動作を行わせる側の電極層を切り離
し、印字する際にその電極層を分散系に接触させて両電
極層間に電圧を印加するようにすれば、EPDと同様に
画像の表示がなされ、本発明の目的達成に有効であると
の知見を得た。
【0008】よって本発明はこのような知見に基づいて
なされたものであり、その手段としては、印字基体の表
面に、背面電極と、電気泳動粒子を含む分散系とを、こ
の順に積層して印字層を形成し、一方、前記背面電極と
対をなし、かつ所定の印字パターンに分割された複数の
表面電極を備える印字ヘッドを、前記印字基体とは別体
に構成し、印字ヘッドの表面電極を、印字基体に形成し
た印字層に接触させて背面電極に対向させ、その状態で
表面電極と背面電極との間に印字電圧を印加することに
より、その印字電圧の極性に応じた分布変化を電気泳動
粒子に与えて所要の画像を分散系に形成することを特徴
としている。
【0009】本発明によれば、印字基体に形成した印字
層に印字ヘッドを接触させ、印字ヘッド側から表面電極
と背面電極との間に印字電圧を印加することにより、印
字層の分散系に印字動作を行わせて、画像を繰り返し形
成する、すなわちリライトすることができる。ここで言
う印字基体は、印字を施すものであって、例えば、上述
したカードや磁気メディア等が挙げられる。
【0010】本発明では、背面電極と分散系とを備えた
印字層が印字用のメディアとして構成される。そして、
この印字層を多数の印字基体にそれぞれ形成しておき、
これら印字基体に対しては、1つの印字ヘッドによって
印字を行うようにすればよい。したがって、印字基体へ
の画像のリライトを、低コストで、かつ容易に行うこと
ができるとともに、印字基体の価格を抑えることができ
る。また、EPDのように透明電極層を通して分散系を
見るのではなく分散系を直接見ることが可能なので、画
質の向上が図られる。さらに、磁気や加熱による印字で
はなく電圧印加による印字方式であるから、磁気の影響
を受ける磁気メディアや温度の影響を受けやすいCD−
R/RW等のメディアに対して安全に印字することがで
きる。
【0011】本発明における印字ヘッドの表面電極は、
所定の印字パターンに分割されており、これら表面電極
に対し電圧を選択的に印加することにより所要の画像が
印字層の分散系に形成される一方、全ての表面電極に電
圧を印加すると画像が消去される。ところで、表面電極
の印字パターンが所要の画像を形成するパターンのみで
あると、印字ヘッドを印字層に接触させてリライトする
際に、既存の画像に対して表面電極の印字パターンを高
い精度で対向させなければ、既存の画像を完全に消去さ
せることができない。しかしながら、このような位置合
わせには誤差が生じやすく、そのため、消去残りがある
ところへ新たな印字を行うことになり、リライト画像が
クリアにならないおそれがある。
【0012】そこで本発明では、このような不具合を回
避する手段として、表面電極が、所要の画像を可変的に
形成する印字電極と、この印字電極の周囲に配置されて
余白画像を形成する余白電極とを備えることを特徴とし
ている。この構成によれば、印字電極による印字領域の
周囲を余白電極によって消去することにより、消去残り
が生じない。その結果、既存の画像と印字ヘッドとの相
対的な位置合わせに誤差が生じても、クリアなリライト
画像を得ることができる。
【0013】また、本発明では、印字ヘッドが、印字電
極と同一面に背面電極へ電圧を印加するための接点電極
を有することを好ましい形態としている。このように印
字ヘッドの印字面に印字電極と接点電極の両方の電極を
持つことにより、電極構造、特に接点電極を簡易に構成
することができ、また、印字面への圧接も同時に行え、
確実な印字が可能となる。
【0014】また、本発明では、印字電圧を印加して所
要の画像を印字層の分散系に形成する前に、全面印字と
全面消去の予備印字サイクルを少なくとも1回行うこと
を好ましい形態としている。このような予備印字サイク
ルを行うことにより分散系中の電気泳動粒子の泳動が活
性化され、この後の印字時における電気泳動粒子の印字
動作、すなわち表面電極側もしくは背面電極側への電気
泳動粒子の吸着動作が確実になされる。その結果、高コ
ントラスト化が図られる。
【0015】また、本発明では、上記印字電圧をパルス
状に分割して繰り返し印加することを好ましい形態とし
ている。印字電圧をパルス状に繰り返し印加すると、電
気泳動粒子は吸着される側の電極付近において繰り返し
泳動させられ、上記の予備印字サイクルを行った際と同
様に活性化される。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。図1および図2の符合1は、樹脂
からなる薄板状の印字基体である。印字基体1として
は、例えば、各種カード、FD、MO、ZIP等の磁気
メディアのケーシング等が挙げられる。印字基体1の表
面には、印字層2が形成されている。この印字層2は、
導電性薄膜からなる背面電極3が片面に積層されたPE
T(ポリエチレンテレフタレート)フィルム4が印字基
体1に接着され、背面電極3に分散系5が積層された構
成である。背面電極3は、例えばITO(錫含有酸化イ
ンジウム)等の導電性材料によって形成される。ITO
等の導電性材料は、蒸着やスパッタリング等の薄膜形成
法を用いたり、塗料化して適当なコーティング法を用い
て塗布したりすることによって、PETフィルム4に積
層することができる。背面電極3には、接点部3aを残
して分散系5が積層されている。
【0017】上記分散系5は、分散媒5a中に電気泳動
粒子5bを分散させてなる流体であって、この場合、多
数の球状マイクロカプセル6に封入され、これらマイク
ロカプセル6が一層の密集状態とされて背面電極3の表
面に積層されている。分散媒5aとしては、水、アルコ
ール類、炭化水素、ハロゲン化炭化水素等の他、天然ま
たは合成の各種油等が用いられる。一方、電気泳動粒子
5bとしては、コロイド粒子の他、種々の有機・無機顔
料、染料、金属粉、ガラスあるいは樹脂等からなる微粉
末が用いられる。
【0018】分散系5中には、必要に応じて、電解質や
界面活性剤、金属石鹸、樹脂、ゴム、油、ワニス、コン
パウンド等の粒子からなる荷電制御剤を添加することが
できるとともに、分散剤、潤滑剤、安定化剤等も適宜に
添加することができる。さらに分散系5においては、電
気泳動粒子5bの電極に対する吸着性や粘度等の調製が
適宜になされる。
【0019】分散系5は、電気泳動粒子5bを適量分散
させた分散媒5aを、ボールミル、サンドミル、ペイン
トシェーカー等の混和装置で混和、調整される。そし
て、界面重合法、不溶化反応法、相分離法、界面沈殿法
等の手法によってマイクロカプセル6に封入される。マ
イクロカプセル6の材料としては、ゼラチン+アラビア
ゴムが好適に用いられる。なお、分散系5をマイクロカ
プセル化するにあたっては、マイクロカプセル6の膜と
分散系5の体積抵抗率を実質的に同等とすることが好ま
しい。
【0020】マイクロカプセル化された分散系5を背面
電極3に積層するには、スクリーン印刷、ローラー印刷
あるいはスプレー等の手段を採用することができる。図
示はしていないが、マイクロカプセル6の保護を図る上
で、マイクロカプセル6の上に透明樹脂製の保護層を設
けると好ましい。
【0021】図3〜図5は、上記印字層2に対して画像
の消去/印字を行う印字ヘッド10を示している。この
印字ヘッド10は、印字基体1が着脱的にインサートさ
れる機器内に搭載される。この機器は、例えば印字基体
1がZIP等の磁気メディアの場合は、そのメディアの
ドライバということになる。印字ヘッド10は、長方形
の枠状に形成されたケース11と、このケース11に収
納されたトレー状のホルダ12と、このホルダ12の表
面(図4で下面)にシート状の弾性部材13を介して接
着されたフレキシブル電極シート14とを備えている。
図4に示すように、印字ヘッド10は、印字基体1がイ
ンサートされる機器内の板状パーツ19に、ケース11
の裏面(図4で上面)を合わせて固定される。
【0022】ホルダ12は、厚さ方向に移動自在とされ
ているものの、その底部とパーツ19との間に介装され
た複数のコイルスプリング15によって常に表面側に付
勢されており、通常は両端に形成された凸片12aがケ
ース11のストッパ11aに当たる位置で保持されるよ
うになっている。なお、コイルスプリング15は、ホル
ダ12の底部に形成された凸部12bに嵌められてその
位置が保持されるようになっている。この状態でホルダ
12の表面側はケース11よりもある程度突出してお
り、よってフレキシブル電極シート14もケース11の
表面から突出して露出している。また、ホルダ12は、
各凸片12aの両側に形成された一対の爪片12cが、
ケース11の内面に形成された凹部11bに嵌合してい
ることにより、図4における水平方向への移動が規制さ
れている。
【0023】フレキシブル電極シート14におけるホル
ダ12への接着部分には、上記印字層2の背面電極3と
対をなす表面電極20が露出形成されている。この場合
の表面電極20は、図5に示すように、3桁の数字画像
を印字するための印字電極21と、印字電極21の周囲
に配置されて余白画像を印字するための余白電極22
と、背面電極3の接点部3aに接触する接点電極23と
から構成されている。また、各電極21〜23は、表面
電極20として同一面上に形成されている。1桁の数字
を印字する印字電極21は、数字の「8」を構成する7
つのセグメントに分割されており、セグメントを選択す
ることにより「0」〜「9」の数字を印字する。フレキ
シブル電極シート14は、ホルダ12への接着部分から
可撓性を持って延びており、その部分には表面電極20
の各電極21〜23に対する通電回路(図示略)が形成
されている。そしてその末端が、機器内の出力部に接続
されている。上記表面電極20および通電回路は、銅
箔、銀箔等の金属箔、あるいは背面電極3と同様の導電
膜等によって形成される。
【0024】印字基体1がインサートされる機器内への
印字ヘッド10の固定位置は、印字基体1のインサート
部であって、印字基体1がインサートされると印字層2
のマイクロカプセル6が印字電極21および余白電極2
2に対して、また、背面電極3の接点部3aが接点電極
23に対して、それぞれある程度の圧力をもって押し付
けられる状態で接触する位置に定められている。図1お
よび図2には、印字ヘッド10の印字電極21および接
点電極23を図示している。図1は印字基体1が印字ヘ
ッド10に離間して対向している状態を示し、図2は図
1の状態から印字基体1が移動して印字ヘッド10に接
触した状態を示している。印字ヘッド10の表面電極2
0は、ホルダ12とともに厚さ方向にフレキシブルに移
動可能であり、加えて弾性部材13を介してホルダ12
に設けられているので、印字層2に確実に接触する。
【0025】印字ヘッド10によって印字基体1の印字
層2に所要の情報である数字を印字するには、上記のよ
うに印字基体1を機器内にインサートすることにより、
図2に示すように印字層2を印字ヘッド10に接触させ
る。次に、背面電極3と、印字電極21および余白電極
22との間に電圧を印加するが、まず、印字電極21お
よび余白電極22にマイナス電位を印加し、印字層2全
体の消去を行う。この場合の消去は、分散系5中の電気
泳動粒子5bの全てが背面電極3側に吸着されることに
よる。次に、印字すべき印字電極21のセグメントのみ
にプラス電位をかける。
【0026】すると、図2に示すように、そのセグメン
トに対向する部分の電気泳動粒子5bがセグメント側に
吸着される。この印字動作が終了したら、機器内から印
字基体1をイジェクトする。その印字基体1の印字層2
には、分散系5の電気泳動粒子5bの泳動作用によって
所要の数字が印字されている。図6は、印字電極21の
全てのセグメントにプラス電位がかけられて「888」
が印字層2に印字された状態を示している。印字基体1
に印字される数字としては、例えば印字基体1がZIP
等の磁気メディアであれば、そのメディアの容量残量等
が好適に印字される。
【0027】ところで、全面消去の次に所要の数字の印
字を行う電圧印加のサイクルがリライトの基本サイクル
であるが、全面消去の後に、全面印字を行って再び全面
消去する予備印字サイクルを少なくとも1回行い、この
後に所要の印字を行うとよい。図7は、その印字サイク
ルを示している。これは、分散系5中の電気泳動粒子5
bの泳動が活性化され、印字時の電気泳動粒子5bの吸
着動作が確実になされて印字画像が高いコントラストを
示す。なお、消去/印字に要する通電時間は、例えば数
100ミリ秒程度である。
【0028】さらに、電気泳動粒子5bの活性化を図る
上では、全面印字および所要の印字を行う際の印字電圧
をパルス状に分割し、これを繰り返し印加すると好まし
い。図8は、そのその印字サイクルを示している。この
ような電圧の印加形態を採ると、電気泳動粒子5bは吸
着される側の印字電極21付近において繰り返し泳動さ
せられて活性化され、印字画像のコントラストがより高
まる。
【0029】上記一実施形態では、背面電極3と分散系
5とを備えた印字層2が印字用のメディアとして構成さ
れる。そして、この印字層2を多数の印字基体1にそれ
ぞれ形成しておき、これら印字基体1に対しては、1つ
の印字ヘッド10によって印字を行うようにすることが
できる。したがって、印字基体1への画像(数字)のリ
ライトを、低コストで、かつ容易に行うことができると
ともに、印字基体1の価格を抑えることができる。ま
た、EPDのように透明電極層を通して分散系5を見る
のではなく分散系5を直接見るので、クリアな画質を得
ることができる。
【0030】また、印字ヘッド10の表面電極20は、
数字を形成する印字電極21と、この印字電極21の周
囲に配置されて余白画像を形成する余白電極22とを備
えているので、双方の電極による全面消去によって消去
残りが生じない。したがって、既存の画像と印字ヘッド
10との相対的な位置合わせに誤差が生じても、クリア
なリライト画像を得ることができる。さらに、磁気や加
熱による印字ではなく電圧印加による印字方式であるか
ら、印字基体1が磁気の影響を受ける磁気メディアや温
度の影響を受けやすいCD−R/RW等のメディアであ
っても、全く問題なく印字することができる。
【0031】上記一実施形態は、印字基体1がインサー
トされる機器内に印字ヘッド10を搭載し、印字基体1
を機器内にインサートすることで所要の情報を印字基体
1に記録するシステムである。本発明は、このようなシ
ステムに限られず、例えば、印字ヘッド10を手で持っ
て取り扱うハンディ型とし、印字基体1の印字層2に印
字ヘッド10の表面電極20を押し当ててリライトする
といったように、多種多様なシステムを構成することが
できる。また、印字する画像は数字に限定されず、アル
ファベット、記号、絵柄等、様々な画像を形成すること
ができる。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電気泳動表示方式を応用した全く新規なリライト方法を
提供することができる。そしてその方法によれば、印字
基体に対するリライトを低コストかつ容易に行うことが
できるとともに、印字基体の価格を抑えることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態に係るリライト方法を説
明する図であって、印字ヘッドに対して印字基体が離間
して対向している状態を示す断面図である。
【図2】 本発明の一実施形態に係るリライト方法を説
明する図であって、印字ヘッドに対して印字基体が接触
し、印字動作がなされた状態を示す断面図である。
【図3】 本発明の一実施形態に係る印字ヘッドの裏面
図である。
【図4】 同印字ヘッドの断面図である。
【図5】 同印字ヘッドの表面を示す図である。
【図6】 数字が印字された印字層の表面を示す図であ
る。
【図7】 印加電圧の予備印字サイクルを示す図であ
る。
【図8】 印加電圧のパルス状印字サイクルを示す図で
ある。
【符号の説明】
1…印字基体、2…印字層、3…背面電極、5…分散
系、5a…分散媒、5b…電気泳動粒子、10…印字ヘ
ッド、20…表面電極、21…印字電極、22…余白電
極。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 印字基体の表面に、背面電極と、電気泳
    動粒子を含む分散系とを、この順に積層して印字層を形
    成し、 一方、前記背面電極と対をなし、かつ所定の印字パター
    ンに分割された複数の表面電極を備える印字ヘッドを、
    前記印字基体とは別体に構成し、 前記印字ヘッドの前記表面電極を、前記印字基体に形成
    した前記印字層に接触させて前記背面電極に対向させ、
    その状態で表面電極と背面電極との間に印字電圧を印加
    することにより、その印字電圧の極性に応じた分布変化
    を前記電気泳動粒子に与えて所要の画像を前記分散系に
    形成することを特徴とする電気泳動表示方式を用いた印
    字方法。
  2. 【請求項2】 前記表面電極は、所要の画像を可変的に
    形成する印字電極と、この印字電極の周囲に配置されて
    余白画像を形成する余白電極とを備えることを特徴とす
    る請求項1に記載の電気泳動表示方式を用いた印字方
    法。
  3. 【請求項3】 前記印字ヘッドは、前記印字電極と同一
    面に前記背面電極へ電圧を印加するための接点電極を有
    することを特徴とする請求項2に記載の電気泳動表示方
    式を用いた印字方法。
  4. 【請求項4】 前記印字電圧を印加して所要の画像を前
    記分散系に形成する前に、全面印字と全面消去の予備印
    字サイクルを少なくとも1回行うことを特徴とする請求
    項1〜3のいずれかに記載の電気泳動表示方式を用いた
    印字方法。
  5. 【請求項5】 前記印字電圧をパルス状に分割して繰り
    返し印加することを特徴とする請求項1〜4のいずれか
    に記載の電気泳動表示方式を用いた印字方法。
JP37297299A 1999-12-28 1999-12-28 電気泳動表示方式を用いた印字方法 Pending JP2001188268A (ja)

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