JP2005316672A - 電子ペーパー表示システム装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可読・可搬性が高い電子ペーパーを情報表示の媒体とし、転送装置により電子ペーパーと非接触で通信し情報管理できる電子ペーパー表示システム装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ＰＣやネットワークに接続できる転送装置１から無線で電子ペーパーと無線タグを有した表示装置２と通信し固体識別を行い、これに基づいて表示情報を転送する。また、空間に複数配置した転送装置１により電子ペーパーを検知し情報管理する電子ペーパー表示システム。
【選択図】図１

Description

本発明は可読・可搬性が高く情報管理し易い電子ペーパーを利用した情報生成と管理のための電子ペーパー表示システム装置に関するものである。

従来、電子情報を可読性と可搬性の高い紙出力で見たい場合は、パソコン（以下、ＰＣと記す）からＰＣまたはネットワークに接続したプリンタへ、その情報を印刷指示し、プリンタにより画像を用紙または表示デバイスである電子ペーパー上に形成し、個人利用する形態のものがある（例えば特許文献１参照）。また、用紙上に画像の形態で存在している情報を個人用に利用する場合は、複写機でコピーしたり、画像スキャナーで読取り電子情報化して、それをプリンタから用紙出力する形態のものがある。またデータ表示機能付き無線タグでは、物流管理システムで使用する目的の表示機能の付いた一体型の無線タグの基本構成を示したものがある（例えば特許文献２参照）。

また紙ではなく、携帯可能なノート型パソコンを無線ＬＡＮなどでネットワークシステムに接続して、情報を利用する形態のものがある。
特開２００３−３３３００１号公報 特開２００２−２３６８９１号公報

しかしながら、前記従来のプリンタから情報を用紙に出力している例では、その出力の２５％が当日でゴミにされると言われており、資源のムダになっているという課題を有していた。

また、用紙や電子ペーパーやノート型パソコンで利用している情報媒体のセキュリティ管理は、用紙やパソコンを扱っている情報の利用者に依存しているので、情報管理が不完全になるという課題も有していた。

本発明は、前記課題を解決するためのもので、電子ペーパーを情報表示の媒体とした情報管理できる電子ペーパー表示システム装置を提供することを目的とする。

本発明の電子ペーパー表示システム装置は、無電源状態で表示状態を保持でき、磁気や電界等の印加により画像を表示できる電子ペーパーを用い、かつ無線タグ機能と転送装置からの電磁波を受信する通信手段と受信情報に基づいた画像を生成し電子ペーパーへ画像を記録する手段を搭載し、動作を制御する制御回路を内蔵した表示装置と、無線により表示装置との間で情報を伝送させるためのアンテナと制御回路とパソコンに接続するインタフェース回路を内蔵した転送装置とを備え、非接触で表示装置との情報伝送ができるようにした。

本発明の電子ペーパー表示システム装置は、転送装置により表示装置と非接触で通信し、電子ペーパーや表示装置を検知し、表示側の固体識別情報を情報プログラムで認識させることにより、固体識別情報に基づいて、事前に設定・登録された情報や処理手順により、多様なデータ処理やイベント操作を行うとともに、任意の転送装置へ画像情報と動作命令を送り所望する表示装置や電子ペーパーへの表示を制御・管理でき、さらに、空間に転
送装置を複数配置することにより電子ペーパーや表示装置を検知し情報管理できる。

以下、紙のように読める機能を持たせて、かつ、情報管理に優れた本発明の電子ペーパー表示システムを実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電子ペーパー表示システム装置の構成図である。図１において、１は転送装置、２は表示装置、４は情報プログラム３をインストールしたＰＣ、５はケーブルである。転送装置１は、ＰＣ４とケーブル５で接続されている。また、転送装置１と表示装置２は、無線で接続される。尚、本例では、ＰＣ４と転送装置１がケーブルで接続されているが、無線ＬＡＮのような手段にて無線で接続することもできる。

本システムは、ＰＣ４内で用意された情報を転送装置１を経由して、所定の表示装置２へ情報を出力させることを基本的に可能にしたものである。まずは、図３〜図７により、図１に示した基本システム構成の動作を詳細に説明する。

図３は、本発明の実施の形態１における転送装置の内部ブロック図であって、１１はＣＰＵ、１２は記憶手段であるＲＯＭ／ＲＡＭ、１３ａはＰＣ４とのＰＣ Ｉ／Ｆ、１４はアンテナの駆動回路、１５ａはアンテナ、１６は蓄電池である。

ＣＰＵ１１はＲＯＭ／ＲＡＭ１２に搭載したプログラムにより、転送装置１の動作を制御する。転送装置１は、ＰＣ４と例えば、ＵＳＢ２．０仕様でケーブルにて、ＰＣ Ｉ／Ｆ１３ａにて接続する。したがって、転送装置１には電源回路が不要で、ＰＣ４に接続したケーブルから電力の供給を受け、これを蓄電池１６に蓄えて、この電力にて駆動できる。１Ｐは、各回路ブロックへ供給される蓄電池１６から出力される直流電源パワーである。なお、本実施の形態として、電源回路不要としたが、電源手段としてＡＣ電源回路や電池を有する構成であってもよい。

図４は、本発明の実施の形態１における表示装置の内部ブロック図であって、２１は表示装置２の動作を制御するためのＣＰＵ、２２は制御プログラムやデータを保持・記録するためのＲＯＭ／ＲＡＭ、２３は受信した無線周波数から信号を抽出するためのＲＦ変換回路、２４はアンテナ２５で受信した電磁波から電気エネルギーを抽出し直流電源パワーへ変換するためのＡＣ／ＤＣ変換回路、２５は転送装置１との間で通信するための送受信アンテナ、２６はＡＣ／ＤＣ変換回路２４で生成した直流電源パワーを蓄えるための蓄電池、２７は電子ペーパー２００ａに接触し共通電極２０１と挟んだ状態で電子ペーパー２００ａへ電界を印加するための複数の画素電極を有したライン型の記録ヘッド、２８は記録ヘッド２７の画素電極へ電圧を印加するための記録制御回路、２９は電子ペーパー２００ａに対して図示していない搬送機構において記録ヘッド２７を移動させるための駆動用モータ、２９Ｃは駆動用モータ２９の動作を制御するためのモータ駆動回路である。

ここで、電子ペーパー２００ａは図示していない機構により表示装置２から着脱可能であり、この着脱の制御は、情報プログラム３により管理される。また、蓄電池２６の電力は、電子ペーパー２００ａへの記録動作に使用される。

図４の破線で囲まれた２０の部分は、無線タグを実現する場合の構成要素と同様の回路構成であり、極めて小型のＩＣ化ができる。ただし、本実施の形態では、無線タグのチップに比べてはるかに大きな電力を消費する電子ペーパー２００ａへの書込みのための回路が搭載されているので、電力を受電するアンテナ２５とそのエネルギーを変換するＡＣ／
ＤＣ変換回路２４と蓄電池２６の基本仕様は大きく異なる。例えば、１ＭＨｚの周波数の電磁波を効率的に受信し、アンテナ２５で取り出した低いＡＣ電圧から２５ＶのＤＣ電圧へ昇圧変換して、その電力を電気２重層コンデンサからなるキャパシタを蓄電池２６として利用する。なお、蓄電池２６には、安定した電圧を取り出すための制御回路を内蔵させても良い。

図５（ａ）は本発明の実施の形態１における電子ペーパーの断面図であって、図４に記載の電子ペーパー２００ａとして、公知の技術である電気泳動方式の電子ペーパー２００ａにて構成された構造を示すものである。図５（ｂ）は本発明の実施の形態１における電子ペーパーの平面図である。２００Ｍは電子インク機能を有するマイクロカプセル、２００Ｓはマイクロカプセル２００Ｍを挟むための光透過性のあるシート、２００Ｔはマイクロカプセル２００Ｍをシート２００Ｓに接合するための非導電性のバインダーである。

ここで、マイクロカプセル２００Ｍは複数の粒子及び染色された懸濁流体で充填される。粒子は、異なる光学的反射特性を有し、さらに、対照的な電気泳動極性を有しており、例えば、２００Ｋは黒色で＋（プラス）に帯電している粒子で、２００Ｗは白色で−（マイナス）に帯電している粒子を利用し、２００Ｌには透明な懸濁流体を充填されたもので構成できる。なお、本実施の形態として、電子ペーパーの両面を透明なシート２００Ｓとしたが、片方を不透過のシートや金属を蒸着させたシートであってもよい。

図６は、本発明の実施の形態１における電子ペーパーへの画像書込み動作を示す断面図であって、画素電極をライン状に配列した記録ヘッド２７の１つの画素電極２７Ｓに記録制御回路２８により、画素電極２７Ｓと共通電極２０１間への印加する電圧と極性を切替えることで、マイクロカプセル２００Ｍ内の帯電粒子２００Ｋと２００Ｗを電気泳動させて、表示画像を記録ヘッド２７の下側にライン状に画像を書込み、さらに、記録ヘッド２７をＹ方向へ移動させて次のラインを記録することで電子ペーパー２００ａの全体面へ書込むことができることを示している。

図１７（ａ）は、本発明の実施の形態１における記録ヘッドの構成図であり、画素電極２７Ｓが等間隔で一列に配置されている。各画素電極２７Ｓは図示していない配線により記録制御回路２８と接続されている。図１７（ｂ）は、本発明の実施の形態１における記録ヘッドの断面図であり、電子ペーパーに触れる側の面に画素電極２７Ｓがある。

図７（ａ）は、本発明の実施の形態１における情報プログラムの遷移図であり、情報登録、出力設定、処理の動作ブロックで構成される。通常、情報プログラムは、各イベントの発生を待機して、イベントが発生した場合にその動作ブロックが実行される。

図７（ｂ）は、本発明の実施の形態１における動作概略を示すフローチャートであり、本図により以下、動作を詳細に説明する。利用者は情報プログラム３の図示しないメニュー画面より情報登録モードに入ると、ステップＳ３１へ進み、ＰＣ４に表示装置２で表示させるための画像や文字などの表示情報や利用者についての個別の属性情報、さらには、表示装置２を管理するための個別情報などを登録する。ここで、表示情報とは、スキャナーによりデータ化された画像情報やアプリケーションソフトで作成されたテキストや図やグラフや写真等で構成されたドキュメント情報である。また、利用者とは、情報を見る側の人や情報を管理・提供する側の人など複数人による利用形態もある。そこで、複数の利用者を識別管理するために、氏名や会社内における地位や権限、年齢やセキュリティ管理のためのパスワードなど、様々な個人情報を管理することで、多様化した利便性の提供が可能となる。

次に、ＰＣ４にて、情報プログラム３の図示しないメニュー画面から利用者により出力
設定のモードに入るとステップＳ３２へ進む。出力設定ステップＳ３２において、表示させる情報について利用者は各種の出力設定を行う。例えば、表示させたい情報、利用者の指定、表示装置の選択、転送装置の指定、表示させる期間などを任意に設定する。これらの出力設定情報は、ＰＣ４もしくはＰＣ４に接続される外部記憶装置４Ｍに記録保存する。

ここで、表示させたい情報は、表示装置を所有する利用者やＰＣ４で認証した利用者の個人情報に従って、あらかじめ用意していた処理手順にて登録されている情報を加工して用意することが可能である。例えば、登録情報の一部のみを表示させたり、複数の情報を合わせたり、表示できる期間を限定させたりといった、様々な情報加工処理や応用が可能である。

以下、情報登録されている図示していない資料１の情報をＩＤ＝ｍの転送装置１を経由して、ＩＤ＝ｎの表示装置２で見るという場合の出力設定がされている例について動作説明を行う。

転送装置１はＰＣ４に接続され電源供給が開始されると、ステップＳ１１において定期的に個別ＩＤを含めた情報Ｄ１を所定信号の電磁波としてアンテナ１５ａより出力する。ＩＤ送出と電磁波供給を兼ねたステップＳ１１とステップＳ１２の表示装置検出は連続的に繰返して動作を行う。ここで、利用者が表示装置２を持って転送装置１へ近づけ、さきの電磁波を受信できる距離内に位置したことをステップＳ２１において受信電力で検出した場合、表示装置２はその電磁波のエネルギーを電力として、ステップＳ２２へ進み、表示装置２の持つ個別ＩＤを含んだ情報Ｄ２を転送装置１へ送出する。転送装置１は、ステップＳ１２で検出した表示装置２の個別ＩＤに転送装置１のＩＤ（ｍ）を含めた情報Ｄ３として、ＰＣ４へ送信する。表示装置２はＩＤ送出を行うとステップＳ２３に進み、転送装置１からの電磁波を受信して蓄電池２６へエネルギー充電を行う。続いて、ステップＳ２４にて転送装置１からの指令を受信するまで、ステップＳ２２のＩＤ送出とステップＳ２３の充電動作を繰り返しながら待っている。

ＰＣ４がステップＳ３３において、転送装置１から表示装置２の検出とそのＩＤ情報が送られてきて、あらかじめステップＳ３２で出力設定されている個別情報から出力指定した装置であることを検出し、さらに、指定の出力条件を満足していることを確認すると、ステップＳ３４へ進み、ステップＳ３２で設定された出力設定情報に従い、情報処理を行う。ここでは、資料１をＩＤ＝ｎの表示装置２へ出力する設定が出力設定で記録されているので、ＰＣ４は、ＰＣ４内もしくはＰＣ４の外部記憶装置４Ｍに保存されている資料１の情報から電子ペーパーに表示できるサイズの画像情報へ処理し、ステップＳ３５へ進む。ステップＳ３５では、画像出力の指令をＩＤ＝ｎの表示装置２を検出しているＩＤ＝ｍの転送装置１へ情報Ｄ４として送信する。なお、記録している出力設定に、何も指令すべき設定がない場合は、図７（ａ）に示すイベント待ち状態へ遷移する。

転送装置１がステップＳ１３において、ＰＣ４からの指令情報Ｄ４を受信すると、その指令を処理する。ＩＤ＝ｎの表示記録装置２が転送装置１の受信可能範囲内に位置しているかどうかを転送装置１は検出し把握しているので、範囲内にある場合は、指令処理として、ステップＳ１４へ進む。また、指定の表示装置２が検出できない場合は、検出できるまでステップＳ１１からステップＳ１２を繰り返しながら待機している。ここでの指令は、ＩＤ＝ｎの表示装置２への資料１の画像出力であるので、ステップＳ１４において、ステップＳ１３でＩＤ＝ｎの表示装置２への出力であることを示す指令情報とともに資料１の画像情報を情報Ｄ５としてアンテナ１５ａより送信する。

表示装置２では、ステップ２４において、自分への画像出力指令であることを認識する
と、一緒に送られてくる資料１の画像情報を内蔵するＲＯＭ／ＲＡＭ２２へ格納する。表示装置２はステップＳ２５において、受信した画像情報に基づいて画像の表示描画処理を行い、電子ペーパー２００ａへの画像書込みをライン毎に行い、受信したすべての情報書込みが完了すると、ステップＳ２６へ進み、指令情報やＩＤ情報とともに指令処理完了の信号Ｄ６を転送装置１へ送信する。

転送装置１は、ステップＳ１５で、表示装置２からの指令完了を受信すると応答信号Ｄ７をアンテナ１５ａより出力し、ステップＳ１６へ進む。さらに、ステップＳ１６で指令完了情報Ｄ８をＰＣ４へＰＣ Ｉ／Ｆ１３ａから送信し、ＰＣ４からの応答を待つステップＳ１７へ進む。

ＰＣ４は、ステップＳ３５で指令出力した後は、ステップＳ３６へ進み、転送装置１からの指令完了情報Ｄ８を待っており、指令完了情報Ｄ８を確認すると応答信号Ｄ９を転送装置１へ送信し、ステップＳ３７へ進む。ステップＳ３７において、ＰＣ４は一連の処理について完了したことを履歴として図示していないＰＣ４内の記憶手段、または、ＰＣ４に接続された外部記憶装置４Ｍに記録する。

転送装置１は、ステップＳ１７でＰＣ４からの応答信号Ｄ９を受信し確認すると、最初のステップＳ１１へ戻る。

かかる構成によれば、本発明の電子ペーパー表示システムは、転送装置１により表示装置２と非接触で通信し、表示装置２を検知し、表示側の固体識別情報を情報プログラム３で認識させることにより、固体識別情報に基づいて、事前に設定・登録された情報や処理手順により、多様なデータ処理を行うとともに、任意の転送装置１へ画像情報と動作命令を送り所望する表示装置２への表示を制御・管理することができる。したがって、出力設定をした後は、表示装置２を転送装置１に近づけるだけで、任意の表示情報に、所望の情報を表示できるので、従来にないプリンティングソリューション環境を提供できる。

さらに、電子ペーパー２００ａには、電子インクであるマイクロカプセルをシートに挟んだだけで、書込みのための電極や回路を有さない単純な構成にしているため、安価で柔軟性のある軽量なものにでき、かつ、表示装置２から取外すことができるので、紙のように表示情報を手軽に見ることができる。また、電子ペーパーは繰返し書込みと消去が可能であるため、作成資料の試し出力などで無駄にしていた紙資源の削減目的に、利用できる。

なお、本実施の形態の説明において、情報処理として資料１の情報から電子ペーパーに表示できるサイズの画像情報へ処理する例を記したが、利用者の属性から資料１の一部のみを表示する画像情報として処理させることや、別の情報を資料１に付加させて画像情報として処理させるなど、多様な情報処理をさせることで、利用者への注意喚起・再確認・情報の要約による効率化・宣伝効果などの様々な利便性を実現できる。

（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における電子ペーパー表示システム装置の構成図である。図２において、図１および図３〜図７（ｂ）と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。

図２では、複数の転送装置１とＰＣ４を部屋に配置した、電子ペーパー表示システムを利用した複合システムの構成を示している。図２において、６はＰＣ４や転送装置１を置くためのテーブル、７は部屋を仕切る壁、１Ｂは転送装置１の別形態で、無線によりネットワークと接続できる機能を有する接続装置であり、電子ペーパー表示システムを構成し
ている。

転送装置１が接続されたＰＣ４には、各々情報プログラム３がインストールされている。ただし、１つの情報プログラム３が全体を管理制御するマスターになり、他は、マスターに設定された情報プログラム３と連携を取って、その支配下で動作する。これらの連携動作は、図７（ａ）の処理のための動作ブロックＳ３０にて、行われる。

図８は、本発明の実施の形態２における転送装置のブロック図であり、図８において、図３と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。転送装置１Ｂは、転送装置１とほとんど同じ構成であり、異なる点は、ＰＣとのインタフェース回路が既知技術であるＢｌｕｅｔｏｏｔｈや無線ＬＡＮ等の無線通信に対応した無線通信インタフェース回路１３ｂであり、そのための通信用アンテナ１５ｂを有して、さらに、警告音を出すためのブザー１８とその駆動回路１７を備えた事である。

転送装置１Ｂは、常時ネットワークに接続されている状態であり、それらの管理は、システムの全体を管理できるマスターに設定されている情報プログラム３が行う。そのために、転送装置の内蔵する記憶素子であるＲＯＭ／ＲＡＭ１２には、個別のＩＤ情報が設定される。このＩＤによって、複数の転送装置を情報プログラムは識別可能となる。

図１４、図１５は本発明の実施の形態２における情報管理テーブル図であって、情報プログラム３にて情報処理を行う場合の表示装置２（ＩＤ＝ｎ１）における、管理情報を記載した情報管理テーブルについての実施の形態を示す表である。情報プログラム３にて、情報管理のために表示装置ごとに情報管理テーブルＴ３を設ける。本実施の形態では、表示属性Ｔ３１と出力属性Ｔ３２と管理属性Ｔ３３と履歴情報Ｔ３４として複数の属性で構成している。

ここで、表示装置２（ｎ１）に資料１の内容を最後に表示させた例として、情報管理テーブルＴ３の内容を説明する。表示属性Ｔ３１としては、現在表示装置２（ｎ１）に表示されている内容を示す最終表示情報の項目とその情報を表示できる期間を管理する表示可能期間の項目で構成される。ここでは、資料１が表示されており、２００３年２月４日の正午まで表示可能という情報が記録されている。

出力属性Ｔ３２としては、その情報を出力処理した情報出力者を示す項目と、どの転送装置から出力されたかを示す出力装置ＩＤ情報が記録されている。この例では、氏名Ａさんがその情報を転送装置（ＩＤ＝ｍ１）より出力したことを記録している。

管理属性Ｔ３３としては、この表示情報を持ち出せる範囲とその違反処置が記録されている。例えば、持ち出し範囲の設定は、情報管理者が情報の内容に応じて設定するが、さらに、情報の管理レベルの設定と使用者の個人属性から組み合わせてプログラムにより自動的に決定させることも可能である。履歴情報Ｔ３４としては、表示装置２（ｎ１）に発生したイベント情報の履歴を所定の期間（例えば、５年前までの記録に限定して残す）分だけ記録している。図１４では、２００３年２月３日の１０：０６の時間に資料１が表示されたことが記録されている。

ここで、図２、図７（ｂ）、図１４、図１５により、図２に示した複合システム構成の動作を詳細に説明する。図２の部屋１で氏名Ａにより資料１が出力された表示装置（ｎ１）が、２００３年２月３日の１１：１２の時間に部屋２へ持ち出された場合、部屋１と部屋２をつなぐ出入り口に設けられている転送装置１Ｂ（ＩＤ＝ｍ４）がこの事を検出し、マスターの情報プログラム３へ送信する。情報プログラムは、検出した表示装置のＩＤから登録されている情報管理テーブルの内容を確認し、ここでは、この管理情報に基づいて
、違反処置ａで設定されているブザー鳴動の指令を転送装置１Ｂ（ＩＤ＝ｍ４）へ送り、警告音を鳴らせる。と同時に、履歴情報のデータとして、このイベントを履歴情報データＴ３４２へ記録追加する。

なお、ここで、出入り口には、その大きさに応じて、表示装置２を確実に検出できるよう複数の転送装置１Ｂが設置されている。よって、表示装置２（ｎ１）の利用者は、警告音で気付いて、この表示装置２を部屋１へ持って帰り、情報管理で禁止されていた資料１を部屋２へ持ち込むということを結果として防止できる。

さらに、利用者が資料１を見て利用した後に、時間が２００３年２月４日の１２：００をむかえると、表示可能期間を認識した情報プログラム３から表示装置（ｎ１）を認識している転送装置１Ｂへ、その転送装置１Ｂが接続されているＰＣ４の情報プログラム３を経由して、表示情報の消去の指令を送り、表示装置での消去動作の完了を応答信号により確認した後で、表示属性の最終表示情報のデータＴ３１１と表示可能期間のデータＴ３１２をクリアし、かつ、履歴情報のデータとしてこの自動消去イベントを履歴情報データＴ３４３へ記録追加する（以上図１５の情報管理テーブル図）。

かかる構成によれば、本発明の電子ペーパー表示システムは、転送装置１により表示装置２と非接触で通信し、表示装置２を検知し、表示側の固体識別情報をもとに情報プログラム３で認識させることにより、設定・登録された情報や処理手順により、表示装置２の所在管理や利用者への持ち出しに対する警告やその表示情報の制御や管理を行うことができる。したがって、電子ペーパーとその表示情報の管理を電子ペーパー表示システムにより組織的に使用できる広い利用環境が構築できる。なお、本実施の形態では、情報管理テーブルに表示属性Ｔ３１と出力属性Ｔ３２と管理属性Ｔ３３と履歴情報Ｔ３４を設けたが、他の管理情報のための属性やデータを持たせても良い。

（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３における表示装置の内部ブロック図である。図９において、図４と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。図９の表示装置２は、電子ペーパーへの書込みを２つの面で挟んで、記録を面で書き込めるようにしたものである。図９において、記録制御回路２８に接続される２７Ａは記録面であり、２０１は電極シートであり、電子ペーパー２００ａへの記録部を構成している。なお、破線で囲んだ２Ｂ部は、表示部以外の回路であり、１チップによるＩＣ化ができる。よって、電子ペーパー２００ａを表示装置２の記録面２７Ａ上に置き、全面に透明電極を配した光透過性のある電極シート２０１で挟んだ状態で利用する。

図１０（ａ）は、本発明の実施の形態３における電子ペーパーの断面図であって、この時の書込み動作を説明する断面図で、図１０（ｂ）は、本発明の実施の形態３における記録面の構成図である。記録面２７Ａ上には、複数の画素電極２７ＡＳが配置されており、記録制御回路２８と図示していない配線により接続されている。電極シート２０１の電子ペーパーに触れる側の面には、電極２０１Ｓがあり、先の画素電極２７ＡＳとの間に任意の電圧を加えることで、電界を発生させて、電子ペーパー２００ａへ書込みを行うことができる。

かかる構成によれば、本発明の電子ペーパー表示システムの表示装置２では、電子ペーパーへの書込みを図４で用いたようなモータや駆動機構が不要となり、より高速な書込みと表示装置の軽量化ができる。さらに、透明な電極シート２０１で挟んだままで情報を見ることと持ち運ぶことができるので、電子ペーパーがめくれることなく使用できるという利便性の向上を図ることができる。これに類似して、文房具のクリアファイルに資料を挟んで持ち運ぶという形態が一般的にはよく利用されているが、この従来の利便性に加えて
、電子ペーパーへの表示が書換え可能であることから、持ち運ぶ紙の量を減らせることができる。

（実施の形態４）
図１１は、本発明の実施の形態４における電子ペーパー表示システムの表示装置の内部ブロック図である。図１１において、図４と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。図１１の表示装置２は、電子ペーパー２００ｂへの書込みを面で書き込めるようにしたものであり、記録制御回路２８と表示部２７Ｂで電子ペーパー２００ｂを構成している。なお、破線で囲んだ２Ｃ部は、表示部以外の回路であり、１チップによるＩＣ化ができる。ただし、表示部におけるスイッチング素子の駆動回路は、別に構成することができる。ここで、電子ペーパー２００ｂは、マイクロカプセル２００Ｍを電極２０１Ｓの面と画素電極２７ＢＳを配した面に挟さむようにした構造であり、表示装置２と一体化された形態である。

図１２（ａ）は、本発明の実施の形態４における電子ペーパーの断面図であって、この時の書込み動作を説明する断面図で、図１２（ｂ）は、本発明の実施の形態４における記録部の構成図、図１２（ｃ）は、本発明の実施の形態４における画素駆動回路の概要図である。

表示部２７Ｂにおいて、２７ＢＳは画素電極、２７ＢＴはスイッチング素子、２８Ｒは横方向の駆動回路、２８Ｃは縦方向の駆動回路である。表示部２７Ｂには、複数の画素電極２７ＢＳが配置されており、各画素電極２７ＢＳには画素毎にスイッチング素子２７ＢＴが設けられている。図１２（ｃ）に示すようにスイッチング素子２７ＢＴのゲート電極とソース電極は、駆動回路２８Ｒと２８Ｃに接続された横方向と縦方向の配線であるゲートライン２７Ｃとソースライン２７Ｒに接続されており、スイッチング素子２７ＢＴのドレイン電極に接続された画素電極２７ＢＳを個別にマトリックス駆動できる。なお、本実施の形態では、駆動回路２８Ｒと２８Ｃを記録制御回路２８と分離させているが、２Ｃ部に内蔵させて一体型にすることもできる。

かかる構成によれば、本発明の電子ペーパー表示システムの表示装置２では、電子ペーパーへの書込みにおいて、マイクロカプセル２００Ｍへ電界を印加させるための電極を密着できることから、書込みのための印加電圧を低減することができる。さらに、画素電極２７ＢＳと多色化された色毎のマイクロカプセルを電子ペーパー作成段階で合致できるので、カラー表示に対応させることが可能となる。また、複数の表示装置を常に転送装置と通信可能な領域に配置させておけば、特定の時間に、目的別に分けておいた特定の表示装置へ、目的に応じた情報を供給できることになる。つまり、業務命令書や作業マニュアルや病院用カルテなど、多くの分野で利便性を提供できる。なお、本実施の形態では、１つの画素電極２７ＢＳに１つのスイッチング素子２７ＢＴを設けたが、電源ラインと複数のスイッチング素子を設けてアクティブマトリックス駆動の構成にしても良い。

（実施の形態５）
図４では、表示装置２の表示デバイスである電子ペーパー２００ａは、表示装置２から着脱可能の構造で１枚のみをセットしているが、複数の電子ペーパー２００ａを個別に着脱できる構造にできる。さらに、大きさの異なる複数の電子ペーパー２００ａを個別に着脱できるようにすることができる。また、電子ペーパー２００ａが表示装置２に固定されて着脱できない構造や表示装置に情報記憶手段を内蔵させることができる。

かかる構成によれば、本発明の電子ペーパー表示システムの表示装置２で、より多くの情報を一度に表示させることができ、手軽に必要な情報のみを携帯させることができる。さらに、記憶手段が内蔵されていると管理情報と一緒に表示情報を受信して保存させ、情
報の書込みと消去と表示管理を表示装置２だけで行えるので、より多くの情報を単独で表示させることが可能となる。

（実施の形態６）
図４の表示装置２では、記録ヘッド２７を電子ペーパー２００ａに対して動かして書込みをしているが、サーマルプリンタのように記録ヘッド２７を固定にして電子ペーパー２００ａを搬送させることもできる。かかる構成によれば、本発明の電子ペーパー表示システムの表示装置２をより小型にすることができる。

（実施の形態７）
図示されていないが、図３や図８に示す転送装置にはされていないが、液晶ディスプレイなどの表示機能手段を有することができる。かかる構成によれば、本発明の電子ペーパー表示システムの転送装置にて、利用者への警告や注意などに対して、より多くの情報提供や指示が可能となり利便性が向上できる。

（実施の形態８）
図８にて、ブザーは転送装置１Ｂに設けているが、表示装置２に搭載することも可能である。また、ブザーの他にも、利用者へ認知させる振動や光による点滅など他の手段を搭載することもできる。さらに、ＰＣが有するブザーでの警告音やディスプレイ画面への表示にて警告を提供することも可能である。かかる構成によれば、警告などについての利用者認知がさらに向上できる。

（実施の形態９）
図１３（ａ）は、本発明の実施の形態９における電子ペーパーの構成図であり、図１３（ｂ）は、本発明の実施の形態９における電子ペーパーの断面図である。電子ペーパー２００ｃは、マイクロカプセル２００Ｍを含む表示領域２００ｐの外側に無線タグ２１０がマイクロカプセル２００Ｍと同様にシート２００Ｓの間にバインダー２００Ｔで接着し挟み込まれている。

ＲＦＩＤとして既知の無線タグ２１０は、表示装置２に示すＣＰＵ２１、ＲＯＭ／ＲＡＭ２１、ＲＦ変換回路２３、ＡＣ／ＤＣ変換回路２４、アンテナ２５、蓄電池２６等の同様な回路ブロックで構成され、ゴマ粒程の小型のものが実用化されている。この無線タグ２１０は、直接的に転送装置１と無線通信を行う、または、表示装置２と無線通信を行うようにすることができる。

かかる構成によれば、電子ペーパーが表示装置２から着脱できる仕様の場合においても、取り外した電子ペーパーとその情報管理が、表示装置２に監視目的で搭載した着脱機構なしで可能となる。

なお、本実施の形態で、一つの無線タグを搭載したが、異なる無線周波数に対応した複数個の無線タグを搭載しても良い。さらに、ここでは半導体チップによりできた無線タグ２１０を内蔵させているが、有機半導体による回路パターンをシート２００Ｓ上にパターン化しても良い。かかる構成によれば、複数の電子ペーパーの同時検出性能を向上でき、厚みの均一な電子ペーパーが可能となる。

（実施の形態１０）
情報プログラム３には、情報表示させた後の表示装置管理処理を動作ブロックＳ３０に持たせることができる。図１６は、本発明の実施の形態１０における表示装置管理テーブル図である。

表示装置管理テーブルＴ４は、表示装置のＩＤごとに、情報表示の有無や一定もしくは不定の時間間隔で検出されたかどうかについての状態と、検出した転送装置のＩＤの情報を特定の期間について、保存管理させたものである。

実施の形態１の図７（ｂ）で、情報の出力設定に対する動作を解説したので、重複する部分は省略し、図７（ｂ）にて、情報表示させた後の処理を持たせた情報プログラム３の動作について説明する。転送装置と表示装置２の距離が無線通信可能領域より長くなったり、表示装置２を金属ケースに入れるなどして電波が遮断された状態になると、転送装置１から表示装置２を検知できなくなる。転送装置１は、表示装置検出のステップ１２で、未検出になったことを情報Ｄ３として、ＰＣ４へ送信する。ＰＣ４は装置検出のステップＳ３３で、一定時間ごとに、図１６に示すような表示装置管理テーブルの情報を更新し、次ステップへ進む。

情報処理のステップＳ３４にて、表示装置管理処理を行う。ここで、表示情報を有している表示装置（ＩＤ＝ｎ１）が、検出状態から未検出の状態に状態が変化しているので、情報プログラム３は表示装置（ＩＤ＝ｎ１）を前回まで検出している転送装置１（ＩＤ＝ｍ１）の接続されているＰＣに対して、ブザー鳴動の指令出力を用意する。続いて、ステップＳ３５にて、転送装置１（ＩＤ＝ｍ１）の接続されているＰＣに対してネットワーク経由でブザーを鳴動させるための指令を出力する。転送装置１（ＩＤ＝ｍ１）を接続している指令を受信したＰＣは、ブザーを鳴動させる。

かかる構成によれば、管理が必要な情報を表示させている表示装置２の利用者に、認知できる領域内に表示装置を留めるよう警告音を鳴らし知らせることで情報管理が可能となる。なお、本実施の形態では、ＰＣよりブザー音を鳴動させているが、検知した装置がブザーを有する転送装置１Ｂの場合は、ＰＣではなく直接、転送装置１Ｂからブザー音を鳴動しても良い。

（実施の形態１１）
図４、図９、図１１に示した表示装置２の電子ペーパーへの記録部は有機半導体により回路を構成することができる。特に、図１２（ｂ）に示したスイッチング素子２７ＢＴは有機系電界効果トランジスタを用いることが望ましい。例えば、導電性高分子であるＰＥＤＯＴ（ｐｏｌｙ−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）をインクジェット法で描画して、ソース、ドレイン、ゲートを形成し、ソースとドレイン上には膜圧を３０ｎｍ以下にした共役系高分子の半導体層をスピンコート法で形成し、その上には膜圧５００ｎｍの高分子絶縁体層をスピンコート法で形成して、その上にゲートを形成することで、トップゲート構造のＴＦＴを実現できる。かかる構成によれば、表示装置２もしくは、電子ペーパー部をより薄型に軽量化が可能となる。

（実施の形態１２）
前記の転送装置１や表示装置２に搭載したアンテナを有機材料により構成することができる。例えば、アンテナは、金属版、磁性体、導体パターンで構成される。転送装置１のテーブルに置く側の面からは不要な電磁界の放射を防止するため、アンテナ部の片面にアルミなどの金属シートを用い、その上には、磁性材もしくは、磁性材、誘電体の無機材料と高分子有機材料を混合したハイブリッド材料をプレス等により積層し、さらにその上にインクジェット法により抵抗値の極めて低い導電性の高い有機材料でアンテナパターンを形成し、シート状のアンテナを作成する。このシート状のアンテナにおいて、アンテナパターンの端部に接触させるように、周辺回路を内蔵させたＩＣチップを搭載することで、装置を構成する。なお、表示装置２のアンテナでは、先のシールド用の金属板は無くても良い。

非接触にて電力伝送を転送装置と表示装置間で行う場合は、電磁誘導を利用することができが、一般的に、ＰＨＳ端末や電気カミソリに使用されているコイルによるアンテナでは、その電力伝送効率は２０〜３０％程度と低く、取り出し電圧を高めるために巻き数を多くしたコイルがフェライトコアに巻かれていたため、大きさも大きくなっていた。

本実施の形態では、１００ｋＨｚ以上の高い周波数で送受電を行うことで、有機材料の使用が可能になり、効率も向上している。よって、かかる構成によれば、転送装置１や表示装置２をより小型・薄型にし、軽量化が可能となる。

（実施の形態１３）
前記の転送装置１や表示装置２に搭載したアンテナは、１種類で構成されているが、異なる複数のアンテナで構成することができる。図１８は、本発明の実施の形態１３におけるアンテナの概要図で、表示装置２に２種類のアンテナを構成したものである。図１８において、２Ｃは図１１で示した回路ブロックのＩＣ、２５Ｓは転送装置１との間で通信を行うためのアンテナ、２５Ｐは転送装置１からの電力供給を受けるためのアンテナである。電力用のアンテナ２５Ｐは、大面積化ができるように表示部の周囲に配置できる。

ここで、これらのアンテナはシートの上に金属材料もしくは有機材料をパターン化し、表示部に使用するマイクロカプセル等の表示媒体と同じの層に蒸着や塗布にて構成できる。さらに、蓄電池には、シート状のキャパシタをシートの下面に配することができる。かかる構成によれば、転送装置１や表示装置２の電力伝送効率の向上と装置の薄型化が可能となる。

（実施の形態１４）
前記の表示装置２には、蓄電池の残量検出手段を内蔵させることができる。さらに、電子ペーパーの表示部の一部、もしくは、別に設けた専用の表示部にその残量検出結果や転送装置との接続状態などのステータス情報を表示させることができる。

かかる構成によれば、表示装置２の利用において、表示書換えのページ数や速度予測、さらに、転送装置との通信状況を把握でき、表示装置の利用位置の確認や携帯時の利用性向上が可能となる。

前記の電子ペーパーでは、電界で表示する電気泳動方式について動作を説明したが、電子ペーパーの表示媒体は液晶などの、電界で表示が制御でき、表示を無電力で保持できるような他の方式を用いることも可能であることは、当然である。

本発明にかかる電子ペーパー表示システム装置は、可搬性の高い表示装置に情報を表示でき、さらに、表示する情報や表示装置もしくは電子ペーパーを管理できる。よって、無駄な紙出力の削減と紙では不可能であった出力情報のセキュリティ管理を実現できる。

本発明の実施の形態１における電子ペーパー表示システム装置の構成図 本発明の実施の形態２における電子ペーパー表示システム装置の構成図 本発明の実施の形態１における転送装置の内部ブロック図 本発明の実施の形態１における表示装置の内部ブロック図 （ａ）本発明の実施の形態１における電子ペーパーの断面図、（ｂ）本発明の実施の形態１における電子ペーパーの平面図 本発明の実施の形態１における電子ペーパーへの画像書込み動作を示す断面図 （ａ）本発明の実施の形態１における情報プログラムの遷移図、（ｂ）本発明の実施の形態１における動作概略を示すフローチャート 本発明の実施の形態２における転送装置の内部ブロック図 本発明の実施の形態３における表示装置の内部ブロック図 （ａ）本発明の実施の形態３における電子ペーパーの断面図、（ｂ）本発明の実施の形態３における記録面の構成図 本発明の実施の形態４における電子ペーパー表示システムの表示装置の内部ブロック図 （ａ）本発明の実施の形態４における電子ペーパーの断面図、（ｂ）本発明の実施の形態４における記録部の構成図、（ｃ）本発明の実施の形態４における画素駆動回路の概要図 （ａ）本発明の実施の形態９における電子ペーパーの構成図、（ｂ）本発明の実施の形態９における電子ペーパーの断面図 本発明の実施の形態２における情報管理テーブル図 本発明の実施の形態２における情報管理テーブル図 本発明の実施の形態１０における表示装置管理テーブル図 （ａ）本発明の実施の形態１における記録ヘッドの構成図、（ｂ）本発明の実施の形態１における記録ヘッドの断面図 本発明の実施の形態１３におけるアンテナの概要図

符号の説明

１、１Ｂ 転送装置
２ 表示装置
３ 情報プログラム
４ ＰＣ（パソコン）
５ 接続ケーブル
６ テーブル
７ 壁
１１、２１ ＣＰＵ
１２、２２ ＲＯＭ／ＲＡＭ
１３ａ ＰＣ Ｉ／Ｆ
１３ｂ 無線通信Ｉ／Ｆ
１４ アンテナ駆動回路
１５ａ、２５、２５Ｓ、２５Ｐ アンテナ
１６、２６ 蓄電池
１７ 駆動回路
１８ ブザー
１９ 電源回路
２３ Ｒ／Ｆ回路
２４ ＡＣ／ＤＣ変換回路
２７ 記録ヘッド
２７Ｓ、２７ＢＳ 画素電極
２７ＢＴ スイッチング素子
２７Ｒ ソースライン
２７Ｃ ゲートライン
２８ 記録制御回路
２９ 駆動用モータ
２９Ｃ モータ駆動回路
２００ａ、２００ｂ、２００ｃ 電子ペーパー
２００Ｓ シート
２００Ｍ マイクロカプセル
２００Ｔ バインダー
２０１ 共通電極
２１０ 無線タグ
Ｔ３ 情報管理テーブル
Ｔ４ 表示装置管理テーブル

Claims (16)

1. 無電源状態で表示状態を保持でき、磁気や電界等の印加により画像を表示できる電子ペーパーを用い、かつ無線タグ機能と転送装置からの電磁波を受信する通信手段と受信情報に基づいた画像を生成し電子ペーパーへ画像を記録する手段を搭載し、動作を制御する制御回路を内蔵した表示装置と、無線により表示装置との間で情報を伝送させるためのアンテナと制御回路とパソコンに接続するインタフェース回路を内蔵した転送装置とを備え、非接触で表示装置との情報伝送ができることを特徴とする電子ペーパー表示システム装置。
2. パソコン上に表示装置へ出力する情報の作成と管理を行うプログラムを搭載し、個別ＩＤを表示装置に設け、転送装置を通してＩＤ情報をパソコン上のプログラムで認識し、認識したＩＤと事前の処理手順に応じて情報の作成や管理をできるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電子ペーパー表示システム装置。
3. 電子ペーパーには電極のないシートで現像剤を挟んだ構造の表示デバイスを用い、表示装置は電子ペーパーを載せるための全面に電極を配した面と電子ペーパーへの画像情報書込みのためにライン型の印加記録ヘッドとその駆動機構を有し、電極と記録ヘッドの間に電界等を印加させ、かつ記録ヘッドを電子ペーパーに対して搬送させる、もしくは、電子ペーパーを記録ヘッドに対して搬送させて記録させることを特徴とする請求項１または２に記載の電子ペーパー表示システム装置。
4. 電子ペーパーには電極のないシートで現像剤を挟んだ構造の表示デバイスを用い、表示装置は電子ペーパーを挟みこむために電極を全面に配した面を有する蓋と電子ペーパーへの画像情報書込みのために記録用の多数の画素電極を配し、かつ全面電極と画素電極間に電界印加するための駆動回路を内蔵させて記録させることを特徴とする請求項１または２に記載の電子ペーパー表示システム装置。
5. 電子ペーパーは電極のないシートと片面のみに電極を有する透明シートで現像剤を挟んだ構造の表示デバイスを用い、表示装置の電子ペーパーを載せる面には全面に記録用の多数の画素電極を配し、かつ電極を駆動するための駆動回路を内蔵させることで、電子ペーパーへの画像書込みが駆動機構なしでできることを特徴とする請求項１または２に記載の電子ペーパー表示システム装置。
6. 転送装置には電力供給機能を持たせ、電磁波により表示装置へ電力供給を行い、表示装置には受信した電磁波より電力を発生させ、これを蓄える蓄電池を備えることにより、表示装置は外部電源や乾電池が不要のままで動作できることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電子ペーパー表示システム装置。
7. 電子ペーパーが表示装置から分離できることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電子ペーパー表示システム装置。
8. 電子ペーパーが分離可能な表示装置において、その着脱の機構を情報プログラムから制御できることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の電子ペーパー表示システム装置。
9. 個別ＩＤの実装手段として無線タグが使用され、分離できる電子ペーパーと記録するための表示装置のいずれか一方または両方に内蔵されていることを特徴とする請求項７または８に記載の電子ペーパー表示システム装置。
10. 転送装置が個別の識別記号を有し、ネットワークに接続できるインタフェース回路を内蔵
    したことで、複数の転送装置を一元管理できることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の電子ペーパー表示システム装置。
11. 転送装置や表示装置が、ブザーの鳴動などの警告手段を有していることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の電子ペーパー表示システム装置。
12. 転送装置が、表示手段を有していることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の電子ペーパー表示システム装置。
13. 情報プログラムが、複数の個別のＰＣへインストールでき、各ＰＣ上の情報プログラムが連携して動作し、情報管理と処理を行うことができることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の電子ペーパー表示システム装置。
14. 電子ペーパーへの記録部が有機半導体により回路が構成されることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の電子ペーパー表示システム装置。
15. 表示装置と転送装置に使用するアンテナが有機材料で形成されることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の電子ペーパー表示システム装置。
16. 表示装置に蓄電池残量検出手段とその結果を表示させることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載の電子ペーパー表示システム装置。

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