JP2008304546A - 液体画像表示装置およびその表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁弁の開閉以外の方法で複数の液滴吐出部から各々に液体を吐出させて画像表示部に画像を表示できるようにする。
【解決手段】画像表示部２２に表示すべき画像に基づいて、任意のペアの吐出電極３６_ia，３６_ibに正の所定電圧を印加したり電位を値０にしたりして、導電性液体２６の液滴２８を液滴吐出部３２₁〜３２_Nから各々に吐出させる。これにより、電磁弁に比して簡易で小型化を図ることが可能な構成で液滴吐出部３２₁〜３２_Nから各々に導電性液体２６の液滴２８を絶縁性液体２４中に吐出させることができる。そして、こうして吐出させた導電性液体２６の液滴２８により画像表示部２２に画像を形成させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体画像表示装置およびその表示方法に関し、詳しくは、液体を用いて画像を表示する液体画像表示装置およびその表示方法に関する。

従来、水（流体）を張った水槽と、水槽の下部に配置された複数の吐出口と、複数の吐出口から各々に空気を吐出させるための複数の電磁弁と、を備え、複数の電磁弁を各々に開閉させることにより複数の吐出口から各々に発生する気泡（流体）によって図形を表示する表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−３１１６５４号公報

ところで、こうした図形を表示する表示装置では、電磁弁の開閉以外の方法で複数の吐出口から各々に流体を吐出させて文字や記号などの画像を表示させることが課題の一つとして考えられている。

本発明の液体画像表示装置およびその表示方法は、電磁弁の開閉以外の方法で複数の液滴吐出部から各々に液体を吐出させて画像表示部に画像を表示できるようにすることを主目的とする。

本発明の液体画像表示装置およびその表示方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の液体画像表示装置は、
液体を用いて画像を表示する液体画像表示装置であって、
透明性を有する第１の液体が充填され該第１の液体とは比重が異なると共に該第１の液体とは混合および溶解せず且つ該第１の液体中で視認可能で帯電可能な第２の液体の液滴による画像を表示する画像表示部，該画像表示部の上部または下部に配置されて前記第２の液体を貯留する貯留部，該貯留部に形成され前記第２の液体を液滴の列として前記画像表示部の前記第１の液体中に吐出可能な複数の液滴吐出部，を有する液体画像表示装置本体と、
前記貯留部に貯留されている前記第２の液体を帯電させる帯電手段と、
前記複数の液滴吐出部の各々の吐出口および内部の少なくとも一部に各々の電場を作用させる複数の電場作用手段と、
前記複数の電場作用手段による各々の電場の作用により前記複数の液滴吐出部から各々に吐出される前記第２の液体の液滴によって前記画像表示部に画像が形成されるよう前記複数の電場作用手段を制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の液体画像表示装置では、貯留部に貯留されている第２の液体を帯電させた状態で複数の液滴吐出部の各々の吐出口や内部の少なくとも一部に各々に電場を作用させ、その各々の電場の作用により複数の液滴吐出部から各々に吐出される第２の液体の液滴によって画像表示部に画像が形成されるよう複数の電場作用手段を制御する。したがって、電磁弁の開閉以外の方法、即ち、複数の液滴吐出部の各々の吐出口や内部の少なくとも一部への各々の電場の作用により、複数の液滴吐出部から各々に第２の液体の液滴を吐出させることができる。そして、吐出された液滴により画像表示部に画像を形成させることができる。ここで、「画像」には、文字や記号などが含まれる。

こうした本発明の液体画像表示装置において、前記第１の液体は、絶縁性を有する液体であり、前記第２の液体は、導電性を有する液体であり、前記帯電手段は、正または負の極性の電圧を印加して前記第２の液体を帯電させる手段であり、前記複数の電場作用手段は、前記複数の液滴吐出部の各々の近傍に配置された複数の電極と、該複数の電極の各々に前記第２の液体の帯電の極性とは反対の極性の電圧である反対極性電圧を印加可能な複数の電圧印加手段と、を有する手段であり、前記制御手段は、前記複数の電極の各々への前記反対極性電圧の印加により前記複数の液滴吐出部から各々に前記第２の液体の液滴が吐出されるよう前記複数の電圧印加手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、簡易な構成で複数の液滴吐出部から各々に第２の液体の液滴を吐出させることができる。

この複数の電場作用手段が複数の電極と複数の電圧印加手段とを有する態様の本発明の液体画像表示装置において、前記制御手段は、前記複数の電極の各々に印加する前記反対極性電圧の調整により前記複数の液滴吐出部から各々に吐出される前記第２の液体の液滴の大きさと該第２の液体の液滴同士の鉛直方向の間隔とのうち少なくとも一方が調整されるよう前記複数の電圧印加手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、第２の液体の液滴の大きさや液滴同士の鉛直方向の間隔を調整することができる。この場合、前記複数の電圧印加手段は、前記複数の電極の各々に複数の大きさの前記反対極性電圧を印加可能な手段であり、前記制御手段は、前記複数の電極の各々に印加する前記反対極性電圧の大きさの調整により前記複数の液滴吐出部から各々に吐出される前記第２の液体の液滴の大きさと該第２の液体の液滴同士の鉛直方向の間隔とのうち少なくとも一方が調整されるよう前記複数の電圧印加手段を制御する手段であるものとすることもできる。また、前記画像表示部における前記複数の液滴吐出部の各々の吐出口側に回収手段を備え、前記制御手段は、前記複数の電極の各々に印加する前記反対極性電圧の調整により、前記複数の液滴吐出部から各々に吐出される前記第２の液体の液滴の少なくとも一部について前記画像表示部に画像を形成するのに用いられるよう又は前記回収手段により回収されるよう移動させることによって少なくとも前記画像表示部に画像を形成するのに用いられる前記第２の液体の液滴同士の鉛直方向の間隔が調整されるよう前記複数の電圧印加手段を制御する手段であるものとすることもできる。

また、複数の電場作用手段が複数の電極と複数の電圧印加手段とを有する態様の本発明の液体画像表示装置において、前記複数の電極は、前記複数の液滴吐出部の各々から吐出される前記第２の液体の液滴を各々に集合させることが可能な複数の集合用電極を有する手段であり、前記制御手段は、前記複数の集合用電極の各々への前記反対極性電圧の印加の継続時間の調整により前記画像表示部に画像を形成するのに用いられる前記第２の液体の液滴の大きさが調整されるよう前記複数の電圧印加手段を制御する手段であるものとすることもできる。この場合、複数の集合用電極に反対極性電圧を継続して印加する時間を調整することによって複数の液滴吐出部の各々から吐出されて複数の集合用電極の各々に集合する液滴の量を調整することができ、こうして調整した第２の液体の液滴で画像表示部に画像を形成させることができる。

さらに、複数の電場作用手段が複数の電極と複数の電圧印加手段とを有する態様の本発明の液体画像表示装置において、前記複数の電極は、前記貯留部側から見て前記複数の液滴吐出部の各々の吐出口の先に配置されてなるものとすることもできるし、前記複数の吐出部の各々の外周に配置されてなるものとすることもできる。

本発明の液体画像表示装置において、前記複数の液滴吐出部は、前記複数の電場発生手段の各々により各々の吐出口および内部の少なくとも一部に所定の電場が作用しているときに、前記貯留部に貯留されている前記第２の液体の量に拘わらず、略均一の大きさの液滴が吐出される形状に形成されてなるものとすることもできる。この場合、前記複数の液滴吐出部は、前記貯留部への付け根から前記吐出口までの直線距離に比して実際の長さが長くなるよう形成されてなるものとすることもできる。この場合、前記複数の液滴吐出部は、前記貯留部への付け根および前記吐出口以外の部分に屈曲部位を有するよう形成されてなるものとすることもできる。

また、本発明の液体画像表示装置において、前記画像表示部に電場を作用させる画像表示部電場作用手段を備え、前記制御手段は、前記画像表示部電場作用手段による電場の作用により前記第２の液体の液滴の少なくとも一部の移動速度が調整されるよう前記画像表示部電場作用手段を制御する手段であるものとすることもできる。ここで、移動速度を調整することには、速度を調整して移動させることに加えて、移動速度を値０にすること、即ち、位置を固定することが含まれる。

さらに、本発明の液体画像表示装置において、前記第１の液体は、互いに比重と粘性のうち少なくとも一方が異なる複数の液体からなるものとすることもできる。

本発明の液体画像表示装置の表示方法は、
透明性を有する第１の液体が充填され該第１の液体とは比重が異なると共に該第１の液体とは混合および溶解せず且つ該第１の液体中で視認可能で帯電可能な第２の液体の液滴による画像を表示する画像表示部，該画像表示部の上部または下部に配置されて前記第２の液体を貯留する貯留部，該貯留部に形成され前記第２の液体を液滴の列として前記画像表示部の前記第１の液体中に吐出可能な複数の液滴吐出部，を有する液体画像表示装置本体を備える液体画像表示装置の表示方法であって、
前記貯留部に貯留されている前記第２の液体を帯電させた状態で前記複数の液滴吐出部の各々の吐出口および内部の少なくとも一部に各々に電場を作用させ、該各々の電場の作用により前記複数の液滴吐出部から各々に吐出される前記第２の液体の液滴によって前記画像表示部に画像が形成されるよう前記複数の電場作用手段を制御する、
ことを特徴とする。

この本発明の液体画像表示装置の表示方法では、貯留部に貯留されている第２の液体を帯電させた状態で複数の液滴吐出部の各々の吐出口や内部の少なくとも一部に各々に電場を作用させ、その各々の電場の作用により複数の液滴吐出部から各々に吐出される第２の液体の液滴によって画像表示部に画像が形成されるよう複数の電場作用手段を制御する。したがって、電磁弁の開閉以外の方法、即ち、複数の液滴吐出部の各々の吐出口や内部の少なくとも一部への各々の電場の作用により、複数の液滴吐出部から各々に第２の液体の液滴を吐出させることができる。そして、吐出された液滴により画像表示部に画像を形成させることができる。ここで、「画像」には、文字や記号などが含まれる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての液体画像表示装置２０の外観を示す外観図であり、図２は、実施例の液体画像表示装置２０の構成の概略を示す構成図であり、図３は、実施例の液体画像表示装置２０が備える本体２１の一部の構成の概略を示す構成図である。なお、図１では、見易さを考慮して液体画像表示装置２０が備える直流電源３４や吐出電極用スイッチ３８₁〜３８_N，壁面電極用スイッチ４２，制御ユニット４４の図示を省略した。本発明の液体画像表示装置２０は、本体２１として、透明で絶縁性を有する液体（例えば絶縁オイルなど、以下、絶縁性液体という）２４が充填され絶縁性液体２４より比重が大きくて絶縁性液体２４とは混合および溶解せず且つ絶縁性液体２４中で視認可能で導電性を有する液体（例えば着色された水など、以下、導電性液体という）２６の液滴２８による画像を表示する画像表示部２２と、画像表示部２２の上部に配置されて導電性液体２６を貯留する貯留部３０と、貯留部３０の下部に水平方向にＮ個（Ｎは２以上の整数，図１および図２中「ｉ」は１以上且つＮ以下の整数）形成された液滴吐出部３２₁〜３２_Nと、を備えると共に、貯留部３０に貯留されている導電性液体２６に負極が接続された直流電源３４と、貯留部３０側から見て液滴吐出部３２₁〜３２_Nの各々の吐出口の先に各々の吐出口の延長線上を挟んでそれぞれペアで配置された電極（以下、吐出電極という）３６_1a，３６_1b〜３６_Na，３６_Nbと、吐出電極３６_1a，３６_1b〜３６_Na，３６_Nbをペア毎に直流電源３４の正極に接続したり切り離したりする吐出電極用スイッチ３８₁〜３８_Nと、画像表示部２２の壁面に配置された透明な電極（例えばＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）など、以下、壁面電極という）４０と、壁面電極４０を直流電源３４の正極に接続したり切り離したりする壁面電極用スイッチ４２と、吐出電極用スイッチ３８₁〜３８_Nや壁面電極用スイッチ４２の各々のスイッチングを制御する制御ユニット４４と、画像表示部２２の下部に堆積している導電性液体２６を流路５０を介して貯留部３０に供給するポンプ５２と、を備える。ここで、画像表示部２２は、透明なガラスやプラスチックにより形成された容器と、その内部の空間即ち絶縁性液体２４が充填されている部分と、をいう。また、実施例では、図１中手前側（図２中左側）から画像表示部２２を見る人に文字や記号を含む画像を表示するものとした。さらに、実施例では、液滴吐出部３２₁〜３２_Nと吐出電極３６_1a，３６_1b〜３６_Na，３６_Nbと吐出電極用スイッチ３８₁〜３８_Nとは、吐出電極の添え字ａ，ｂの部分以外については対応するものに同一の数字（１〜Ｎ）を付した。そして、吐出電極３６_1a，３６_1b〜３６_Na，３６_Nbの添え字ａ，ｂの部分は、ペアの一方と他方とを意味する。なお、図示を省略したが、実施例では、吐出電極３６_1a，３６_1b〜３６_Na，３６_Nbの各ペアと壁面電極４０とのうち直流電源３４から切り離されたペアの吐出電極や壁面電極４０について電位を値０にする回路を備えるものとした。

液滴吐出部３２₁〜３２_Nは、いずれも、貯留部３０側から見て直線的に延びた中空の円筒状に形成され、導電性液体２６に作用する重力に比して表面張力の方が大きくなる形状に形成されている。したがって、そのままでは、液滴吐出部３２₁〜３２_Nの各々から導電性液体２６の液滴２８は吐出されない。制御ユニット４４は、図示しないＣＰＵやＲＡＭ，ＲＯＭなどを備え、ＲＯＭに記憶された、画像表示部２２に表示すべき画像に基づいて吐出電極用スイッチ３８₁〜３８_Nのスイッチングを制御すると共に壁面電極用スイッチ４２のスイッチングを制御する。なお、画像については、ＲＯＭに記憶されているものに限られず、ユーザが作成した画像を用いるものとするなど、如何なるものとしてもよい。

こうして構成された実施例の液体画像表示装置２０では、吐出電極３６_1a，３６_1b〜３６_Na，３６_Nbをペア毎にそれぞれ直流電源３４の正極に接続する即ち吐出電極３６_1a，３６_1b〜３６_Na，３６_Nbのペア毎にそれぞれ正の所定電圧を印加すると、液滴吐出部３２₁〜３２_Nのうち正の所定電圧を印加した吐出電極に対応する液滴吐出部の吐出口や内部に電場が作用し、吐出電極３６_1a，３６_1b〜３６_Na，３６_Nbをペア毎にそれぞれ直流電源３４の正極から切り離すと、切り離した吐出電極のペアの電位が値０になる。また、壁面電極４０を直流電源３４の正極に接続する即ち壁面電極４０に正の所定電圧を印加すると、画像表示部２２に電場が作用し、壁面電極４０を直流電源３４の正極から切り離すと、壁面電極４０の電位が値０になる。

次に、こうして構成された実施例の液体画像表示装置２０における画像表示部２２への画像表示について説明する。まず、液滴吐出部３２₁〜３２_Nの各々からの導電性液体２６の液滴２８の吐出について説明する。図４は、任意の液滴吐出部３２_i（１≦ｉ≦Ｎ）から導電性液体２６の液滴２８が吐出される様子の一例について説明する説明図である。まず、本体２１の貯留部３０に貯留されている導電性液体２６は、直流電源３４の負極に接続されている。図４に示すように、吐出電極３６_ia，３６_ibの電位が値０のときには（時刻ｔ１）、導電性液体２６の液滴２８は液滴吐出部３２_iから吐出されない。この状態で吐出電極３６_ia，３６_ibに正の所定電圧を印加すると（時刻ｔ２）、液滴吐出部３２_iの吐出口や内部に作用する電場により（吐出電極３６_ia，３６_ibと導電性液体２６との間に生じるクーロン力により）、導電性液体２６の液面が吐出電極３６_ia，３６_ib側に引き寄せられる。そして、導電性液体２６の重力と導電性液体２６に作用するクーロン力との和が液滴吐出部３２_iの表面張力より大きくなったときに、導電性液体２６の液滴２８が液滴吐出部３２_iから吐出される。その後に、吐出電極３６_ia，３６_ibの電位が値０になると（時刻ｔ４）、導電性液体２６の液滴２８は、その比重が絶縁性液体２４の比重よりも大きいため、画像表示部２２の絶縁性液体２４中を下降していく。このように、液滴吐出部３２₁〜３２_Nについて、画像表示部２２に表示すべき画像に基づいて、吐出電極３６_1a，３６_1b〜３６_Na，３６_Nbのペア毎に正の所定電圧を印加したり電位を値０にしたりすることにより、液滴吐出部３２₁〜３２_Nの各々から同時または異なるタイミングで導電性液体２６の液滴２８を絶縁性液体２４中に吐出させるから、電磁弁に比して簡易で小型化を図ることが可能な構成で導電性液体２６の液滴２８を絶縁性液体２４中に吐出させることができる。そして、下降していく導電性液体２６の液滴２８により画像表示部２２に画像を形成させることができる。しかも、実施例では、壁面電極４０として透明なものを用いるものとしたから、図１中手前側（図２中左側）から画像表示部２２を見る人だけでなく、図１中奥側（図２中右側）から画像表示部２２を見る人にも、裏側から見る画像になるが、画像を表示することができる。

こうして液滴吐出部３２₁〜３２_Nから各々に吐出された導電性液体２６の液滴２８が下降している最中に壁面電極４０に正の所定電圧を印加すると、画像表示部２２に作用する電場により（壁面電極４０と導電性液体２６の液滴２８との間に生じるクーロン力により）、導電性液体２６の液滴２８は、壁面電極４０側に引き寄せられて停止する。導電性液体２６の液滴２８が壁面電極４０に引き寄せられて停止している様子の一例を図５に示す。このようにして、画像表示部２２に形成される画像を固定することができる。例えば、図１では、「ＡＢＣ」の文字を固定することができる。また、その後に壁面電極４０の電位を値０にすると、導電性液体２６の液滴２８は再び下降する。したがって、壁面電極４０に正の所定電圧を印加したり電位を値０にしたりすることにより、導電性液体２６の液滴２８を速度を調整して下降させることができる。これにより、画像表示部２２に形成される画像を速度を調整して下降させることができる。

以上説明した実施例の液体画像表示装置２０によれば、導電性液体２６が直流電源３４の負極に接続されている状態で、画像表示部２２に表示すべき画像に基づいて、吐出電極３６_1a，３６_1b〜３６_Na，３６_Nbのペア毎に正の所定電圧を印加したり電位を値０にしたりして、導電性液体２６の液滴２８を液滴吐出部３２₁〜３２_Nから各々に吐出させるから、電磁弁に比して簡易で小型化を図ることが可能な構成で液滴吐出部３２₁〜３２_Nから各々に導電性液体２６の液滴２８を絶縁性液体２４中に吐出させることができる。そして、こうして吐出させた導電性液体２６の液滴２８により画像表示部２２に画像を形成させることができる。

実施例の液体画像表示装置２０では、図２や図３に例示したように、貯留部３０側から見て液滴吐出部３２₁〜３２_Nの各々の吐出口の先に吐出電極３６_1a，３６_1b〜３６_Na，３６_Nbを配置するものとしたが、これに代えて、図６の変形例の液体画像表示装置１２０に例示するように、液滴吐出部３２₁〜３２_Nの各々の外周に沿って吐出電極１３６₁〜１３６_Nを配置するものとしてもよい。なお、図６のうち実施例の液体画像表示装置２０と同一の構成については同一の符号を付した。図７は、任意の液滴吐出部３２_iから導電性液体２６の液滴２８が吐出される様子の一例について説明する説明図である。図７に示すように、吐出電極１３６_iの電位が値０のときには（時刻ｔ５）、導電性液体２６の液滴２８は液滴吐出部３２_iから吐出されない。この状態で吐出電極１３６_iに正の所定電圧を印加すると（時刻ｔ６，ｔ７）、液滴吐出部３２_iの内部に作用する電場により（吐出電極１３６_iと導電性液体２６との間に生じるクーロン力により）、エレクトロウェッティング現象によって導電性液体２６の液面が吐出電極３６_iの吐出口側に移動する。そして、その後に吐出電極１３６_iの電位が値０になると（時刻ｔ８）、液滴吐出部３２_iから導電性液体２６の液滴２８が吐出され、画像表示部２２の絶縁性液体２４中を下降していく。この構成でも、実施例と同様に、電磁弁に比して簡易で小型化を図ることが可能な構成で導電性液体２６の液滴２８を複数の液滴吐出部３２₁〜３２_Nの各々から吐出させることができる。

実施例の液体画像表示装置２０では、吐出電極３６_1a，３６_1b〜３６_Na，３６_Nbをペア毎に直流電源３４の正極に接続可能なもの即ち吐出電極３６_1a，３６_1b〜３６_Na，３６_Nbのペア毎に正の所定電圧を印加可能なものとしたが、吐出電極３６_1a，３６_1b〜３６_Na，３６_Nbのペア毎に複数の大きさの正の所定電圧を印加可能なものとしてもよい。吐出電極３６_1a，３６_1b〜３６_Na，３６_Nbのペア毎に印加する電圧の大きさにより、液滴吐出部３２₁〜３２_Nの各々の吐出口に作用する電場の大きさが異なるため、液滴吐出部３２₁〜３２_Nの各々から導電性液体２６の液滴２８が吐出されるまでの時間や吐出される液滴２８の大きさが異なる。したがって、吐出電極３６₁〜３６_Nのペア毎に印加する電圧を調整することにより、導電性液体２６の液滴２８同士の鉛直方向の間隔や導電性液体２６の液滴２８の大きさを調整することができる。

実施例の液体画像表示装置２０では、図１〜図３に例示したように、画像表示部２２に、一種類の絶縁性液体２４を充填するものとしたが、比重や粘性が異なる複数の絶縁性液体を充填するものとしてもよい。例えば、図８の変形例の液体画像表示装置２２０の本体２２１に例示するように、画像表示部２２２に、導電性液体２６より小さい比重Ｓ１で絶縁性を有する絶縁性液体２２４ａと絶縁性液体２２４ａの比重Ｓ１より小さい比重Ｓ２で絶縁性を有する絶縁性液体２２４ｂとを充填するものとしてもよい。なお、図８のうち実施例の液体画像表示装置２０と同一の構成については同一の符号を付した。この場合、図８に例示するように、画像表示部２２２において、絶縁性液体２２４ａが比較的下側，絶縁性液体２２４ｂが比較的上側にある状態で液滴吐出部３２₁〜３２_Nの各々から導電性液体２６の液滴２８を吐出させると、吐出された液滴２８は、絶縁性液体２２４ｂ中では比較的大きな速度をもって下降し、その後、絶縁性液体２２４ａ中では絶縁性液体２２４ｂ中に比して小さい速度をもって下降する。したがって、絶縁性液体２２４ａ中で、絶縁性液体２２４ｂ中に比して鉛直方向の液滴２８同士の間隔を小さくすることができる。この変形例では、画像表示部２２２に、比重Ｓ１の絶縁性液体２２４ａと比重Ｓ２の絶縁性液体２２４ｂとを用いるものとしたが、これに代えてまたは加えて、絶縁性液体２２４ａについて、粘性が絶縁性液体２２４ｂの粘性よりも大きいものを用いるものとしてもよい。絶縁性液体２２４ａとして、絶縁性液体２２４ｂより比重および粘性が大きいものを用いる場合、液滴２８は、絶縁性液体２２４ａ中で、絶縁性液体２２４ｂ中に比してより小さい速度をもって下降することになるから、絶縁性液体２２４ａ中での鉛直方向の液滴２８同士の間隔をより小さくすることができる。

実施例の液体画像表示装置２０では、図１〜図３に例示したように、液滴吐出部３２₁〜３２_Nは、いずれも、貯留部３１側から見て直線的に延びた形状に形成するものとしたが、図９の変形例の液体画像表示装置３２０の本体３２１に例示するように、液滴吐出部３３２₁〜３３２_N（図９では、任意の液滴吐出部３３２_iとして図示）について、貯留部３０との付け根や吐出口以外の部分に屈曲部位を有する形状に形成するものとしてもよい。なお、図９のうち実施例の液体画像表示装置２０と同一の構成については同一の符号を付した。こうすれば、貯留部３０に貯留されている導電性液体２６の量によって液滴吐出部３３２₁〜３３２_Nの各々の吐出口の表面張力が変化するのを抑制することができ、貯留部３０に貯留されている導電性液体２６の量に拘わらず、液滴吐出部３３２₁〜３３２_Nの各々から吐出される導電性液体２６の液滴２８の大きさをより均一なものとすることができる。また、図１０の変形例の液体画像表示装置４２０の本体４２１に例示するように、液滴吐出部４３２₁〜４３２_N（図４では、任意の液滴吐出部４３２_iとして図示）について、貯留部３０との付け根や吐出口以外の部分に水平方向に複数の細長い環状の枝を有する形状に形成するものとしてもよい。なお、図１０のうち実施例の液体画像表示装置２０と同一の構成については同一の符号を付した。この場合、毛細管現象により、貯留部３０に貯留されている導電性液体２６の量によって液滴吐出部４３２₁〜４３２_Nの各々の吐出口の表面張力が変化するのを抑制することができ、貯留部３０に貯留されている導電性液体２６の量に拘わらず、液滴吐出部４３２₁〜４３２_Nの各々から吐出される導電性液体２６の液滴２８の大きさをより均一なものとすることができる。また、複数の液滴吐出部は、これらの形状以外の形状で、吐出電極３６_1a，３６_1b〜３６_Na，３６_Nbのペア毎に正の所定電圧を印加したときに貯留部３０に貯留されている導電性液体２６の量に拘わらず略均一の大きさの液滴が吐出される形状としてもよい。

実施例の液体画像表示装置２０では、吐出電極３６_1a，３６_1b〜３６_Na，３６_Nbは、いずれも、ペア毎に同時に正の所定電圧が印加されたり電位が値０になったりするものとしたが、ペアの一方に正の所定電圧が印加されるときに他方の電位が値０になるものとしてもよい。図１１は、変形例の液体画像表示装置５２０の構成の概略を示す構成図である。図１１のうち実施例の液体画像表示装置２０と同一の構成については同一の符号を付した。図１１の液体画像表示装置５２０では、任意の吐出電極用スイッチ３８_iに代えて任意の吐出電極３６_iaと吐出電極３６_ibとのうちいずれか一方だけを直流電源３４の正極に接続可能な吐出電極用スイッチ５３８_iを備えると共に、吐出電極３６_ibの下方であって画像表示部２２の比較的上部に配置され導電性液体２６の液滴２８を回収する回収容器５５４と、回収容器５５４内の導電性液体２６を流路５５６を介して貯留部３０に移送するポンプ５５８と、を備える点を実施例の液体画像表示装置２０に対して変更した。以下、この液体画像表示装置５２０における画像表示部２２への画像表示について説明する。この液体画像表示装置５２０では、任意の吐出電極３６_ia，３６_ibのいずれか一方に正の所定電圧を印加すると、液滴吐出部３２_iから導電性液体２６の液滴２８が吐出されて吐出電極３６_ia，３６_ibのうち正の所定電圧を印加している側に移動し、その後に正の所定電圧を印加している側の電位が値０になったときに、導電性液体２６の液滴２８は、水平方向のその位置で下降していく。したがって、任意の吐出電極３６_iaと吐出電極３６_ibとに、正の所定電圧を印加するのと電位を値０にするのとを交互に行なうと、液滴吐出部３２_iから吐出された導電性液体２６の液滴２８は、液滴吐出部３２_iの延長線上に対して吐出電極３６_ia側または吐出電極３６_ib側で下降していく。このとき、吐出電極３６_ib側で下降していく液滴２８は回収容器５５４により回収されるため、画像表示部２２に表示する画像の形成には用いられない。一方、吐出電極３６_ia側で下降していく液滴２８は、画像表示部２２の下部まで下降する。したがって、この液体画像表示装置５２０では、液滴吐出部３２_iの中心軸の延長線上に対して吐出電極３６_ia側で下降していく導電性液体２６の液滴２８により画像表示部２２に画像を形成させることができる。この変形例では、実施例の液体画像表示装置２０と同様の吐出電極３６_1a，３６_1b〜３６_Na，３６_Nbを用いるものとしたが、任意の吐出電極３６_iaについて、液滴２８を集合させることができるものを用いるものとしてもよい。図１２は、変形例の液体画像表示装置６２０の構成の概略を示す構成図である。図１２の液体画像表示装置６２０では、実施例の吐出電極３６_iaに代えて、下部が滑らかに湾曲している湾曲部を有する吐出電極６３６_iaを用いるものとした。また、図１２のうち図１１の液体画像表示装置５２０と同一の構成については同一の符号を付した。この液体画像表示装置６２０の説明では、吐出電極６３６_iaを画像表示液滴吐出電極といい、吐出電極３６_ibを回収液滴吐出電極という。図１３は、画像表示液滴吐出電極６３６_iaの電圧と回収液滴吐出電極３６_ibの電圧と液滴吐出部３２_iから吐出される導電性液体２６の液滴２８と画像表示部２２に画像を表示するのに用いる液滴２８（以下、この段落では画像表示液滴という）との関係の一例を示す説明図である。画像表示液滴の大きさは、図示するように、画像表示液滴吐出電極６３６_iaに正の所定電圧を継続して印加している時間が長いほど大きくなる。これは、画像表示液滴吐出電極６３６_iaに正の所定電圧を継続して印加している時間が長いほど液滴吐出部３２ｉから吐出される導電性液体２６の液滴２８が画像表示液滴吐出電極６３６_iaの湾曲部で集合して大きくなるためである。したがって、画像表示液滴吐出電極６３６_iaに正の所定電圧を継続して印加する時間を調整することにより、画像表示液滴の大きさを調整することができる。これにより、複数の大きさの画像表示液滴により画像表示部２２に画像を形成させることができる。

実施例の液体画像表示装置２０では、吐出電極３６_1a，３６_1b〜３６_Na，３６_Nbや壁面電極４０について、共通の直流電源３４の正極に接続可能なものとしたが、それぞれ異なる直流電源に接続可能なものとしてもよい。

実施例の液体画像表示装置２０では、導電性液体２６に直流電源３４の負極を接続すると共に吐出電極３６_1a，３６_1b〜３６_Na，３６_Nbや壁面電極４０を各々に直流電源３４の正極に接続するものとしたが、導電性液体２６に直流電源３４の正極を接続すると共に吐出電極３６_1a，３６_1b〜３６_Na，３６_Nbや壁面電極４０を各々に直流電源３４の負極に接続するものとしてもよい。

実施例の液体画像表示装置２０では、画像表示部２２の壁面に配置された壁面電極４０を備えるものとしたが、これに代えてまたは加えて、画像表示部２２の上部や下部に電極を備えるものとしてもよい。例えば、画像表示部２２の下部に電極を備える場合、下部の電極に正の所定電圧を印加することにより、液滴吐出部３２₁〜３２_Nから各々に吐出された導電性液体２６の液滴２８を下方に引き寄せる、即ち液滴２８をより大きな速度で下降させることができる。

実施例の液体画像表示装置２０では、壁面電極４０について、透明のものを用いるものとしたが、透明ではないものを用いるものとしてもよい。また、壁面電極４０を備えないものとしてもよい。即ち、液滴吐出部３２₁〜３２_Nから各々に吐出される導電性液体２６の液滴２８を画像表示部２２に固定したり液滴２８を速度を調整して下降させたりしないものとしてもよい。

実施例の液体画像表示装置２０では、画像表示部２２について、透明なものを用いるものとしたが、少なくとも画像を表示すべき一面（例えば、図１中、画像表示部２２の手前側の面）が透明であれば、他の面（例えば、図１中、画像表示部２２の奥側の面）は透明でないものとしてもよい。

実施例の液体画像表示装置２０では、液滴吐出部３２₁〜３２_Nの各々の吐出口や内部に電場を作用させるものとして、直流電源３４と、吐出電極３６_1a，３６_1b〜３６_Na，３６_Nbと、吐出電極３６_1a，３６_1b〜３６_Na，３６_Nbをペア毎に直流電源３４の正極に接続したり切り離したりする吐出電極用スイッチ３８₁〜３８_Nと、を備えるものとしたが、液滴吐出部３２₁〜３２_Nの各々の吐出口や内部に各々の電場を作用させることができて液滴吐出部３２₁〜３２_Nから各々に導電性液体２６の液滴２８を吐出できるものであれば如何なるものとしても構わない。

実施例の液体画像表示装置２０では、視認可能で導電性を有する液体としての導電性液体２６を用いるものとしたが、視認可能で帯電可能であれば、即ち、帯電している状態で液滴吐出部３２₁〜３２_Nの各々の吐出口に作用する電場により液滴吐出部３２₁〜３２_Nから各々に吐出されるものであれば、導電性を有するものに限られない。

実施例の液体画像表示装置２０では、導電性液体２６として、絶縁性液体２４よりも比重が大きいものを用いるものとしたが、絶縁性液体２４よりも比重が小さいものを用いるものとしてもよい。この場合、貯留部３０や液滴吐出部３２₁〜３２_N，吐出電極３６_1a，３６_1b〜３６_Na，３６_Nbなどを画像表示部２２の下部に配置して、液滴吐出部３２₁〜３２_Nから各々に吐出されて絶縁性液体２４中を上昇する導電性液体２６の液滴２８により画像表示部２２に画像を形成させることができる。

実施例や変形例では、図１中手前側（図２中左側）から画像表示部２２を見る人に画像を表示するものとしたが、実施例や変形例の液体画像表示装置２０，１２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０のいずれかを複数用いて、それらを所定の方向から見る人に対して重畳するように配置して液体画像表示装置７２０を形成するものとしてもよい。実施例の液体画像表示装置２０を複数用いた場合の液体画像表示装置７２０の一例を図１４に示す。この場合、図示するように、立体画像を表示することができる。なお、図１４では、見易さを考慮して、液滴吐出部３２₁〜３２_Nや吐出電極３６_1a，３６_1b〜３６_Na，３６_Nb，壁面電極４０などの図示を省略した。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、液体画像表示装置の製造産業などに利用可能である。

本発明の一実施例としての液体画像表示装置２０の外観を示す外観図である。 液体画像表示装置２０の構成の概略を示す構成図である。 液体画像表示装置２０が備える本体２１の一部の構成の概略を示す構成図である。 任意の液滴吐出部３２_iから導電性液体２６の液滴２８が吐出される様子の一例について説明する説明図である。 導電性液体２６の液滴２８が壁面電極４０に引き寄せられて停止している様子の一例を示す説明図である。 変形例の液体画像表示装置１２０の構成の概略を示す構成図である。 任意の液滴吐出部３２_i（１≦ｉ≦Ｎ）から導電性液体２６の液滴２８が吐出される様子の一例について説明する説明図である。 変形例の液体画像表示装置２２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例の液体画像表示装置３２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例の液体画像表示装置４２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例の液体画像表示装置５２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例の液体画像表示装置６２０の構成の概略を示す構成図である。 画像表示液滴吐出電極６３６_iaの電圧と回収液滴吐出電極３６_ibの電圧と液滴吐出部３２_iから吐出される導電性液体２６の液滴２８と画像表示部２２に画像を表示するのに用いる液滴２８との関係の一例を示す説明図である。 変形例の液体画像表示装置７２０の構成の概略を示す構成図である。

符号の説明

２０，１２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０，７２０ 液体画像表示装置、２１，２２１，３２１，４２１，５２１ 本体、２２ 画像表示部、２４，２２４ａ，２２４ｂ 絶縁性液体、２６ 導電性液体、２８ 液滴、３０ 貯留部、３２₁〜３２_N，３２_i，３３２₁〜３３２_N，３３２_i，４３２₁〜４３２_N，４３２_i 液滴吐出部、３４ 直流電源、３６_1a，３６_1b〜３６_Na，３６_Nb，３６_ia，３６_ib，６３６_ia 吐出電極、３８₁〜３８_N，３８_i，５３８₁〜５３８_N，５３８_i 吐出電極用スイッチ、４０ 壁面電極、４２ 壁面電極用スイッチ、４４ 制御ユニット、５０ 流路、５２ ポンプ、５５４ 回収容器、５５６ 流路、５５８ ポンプ。

Claims (12)

1. 液体を用いて画像を表示する液体画像表示装置であって、
   透明性を有する第１の液体が充填され該第１の液体とは比重が異なると共に該第１の液体とは混合および溶解せず且つ該第１の液体中で視認可能で帯電可能な第２の液体の液滴による画像を表示する画像表示部，該画像表示部の上部または下部に配置されて前記第２の液体を貯留する貯留部，該貯留部に形成され前記第２の液体を液滴の列として前記画像表示部の前記第１の液体中に吐出可能な複数の液滴吐出部，を有する液体画像表示装置本体と、
   前記貯留部に貯留されている前記第２の液体を帯電させる帯電手段と、
   前記複数の液滴吐出部の各々の吐出口および内部の少なくとも一部に各々の電場を作用させる複数の電場作用手段と、
   前記複数の電場作用手段による各々の電場の作用により前記複数の液滴吐出部から各々に吐出される前記第２の液体の液滴によって前記画像表示部に画像が形成されるよう前記複数の電場作用手段を制御する制御手段と、
   を備える液体画像表示装置。
2. 請求項１記載の液体画像表示装置であって、
   前記第１の液体は、絶縁性を有する液体であり、
   前記第２の液体は、導電性を有する液体であり、
   前記帯電手段は、正または負の極性の電圧を印加して前記第２の液体を帯電させる手段であり、
   前記複数の電場作用手段は、前記複数の液滴吐出部の各々の近傍に配置された複数の電極と、該複数の電極の各々に前記第２の液体の帯電の極性とは反対の極性の電圧である反対極性電圧を印加可能な複数の電圧印加手段と、を有する手段であり、
   前記制御手段は、前記複数の電極の各々への前記反対極性電圧の印加により前記複数の液滴吐出部から各々に前記第２の液体の液滴が吐出されるよう前記複数の電圧印加手段を制御する手段である
   液体画像表示装置。
3. 前記制御手段は、前記複数の電極の各々に印加する前記反対極性電圧の調整により前記複数の液滴吐出部から各々に吐出される前記第２の液体の液滴の大きさと該第２の液体の液滴同士の鉛直方向の間隔とのうち少なくとも一方が調整されるよう前記複数の電圧印加手段を制御する手段である請求項２記載の液体画像表示装置。
4. 請求項３記載の液体画像表示装置であって、
   前記複数の電圧印加手段は、前記複数の電極の各々に複数の大きさの前記反対極性電圧を印加可能な手段であり、
   前記制御手段は、前記複数の電極の各々に印加する前記反対極性電圧の大きさの調整により前記複数の液滴吐出部から各々に吐出される前記第２の液体の液滴の大きさと該第２の液体の液滴同士の鉛直方向の間隔とのうち少なくとも一方が調整されるよう前記複数の電圧印加手段を制御する手段である
   液体画像表示装置。
5. 請求項３または４記載の液体画像表示装置であって、
   前記画像表示部における前記複数の液滴吐出部の各々の吐出口側に回収手段を備え、
   前記制御手段は、前記複数の電極の各々に印加する前記反対極性電圧の調整により、前記複数の液滴吐出部から各々に吐出される前記第２の液体の液滴の少なくとも一部について前記画像表示部に画像を形成するのに用いられるよう又は前記回収手段により回収されるよう移動させることによって少なくとも前記画像表示部に画像を形成するのに用いられる前記第２の液体の液滴同士の鉛直方向の間隔が調整されるよう前記複数の電圧印加手段を制御する手段である
   液体画像表示装置。
6. 請求項２ないし５いずれか記載の液体画像表示装置であって、
   前記複数の電極は、前記複数の液滴吐出部の各々から吐出される前記第２の液体の液滴を各々に集合させることが可能な複数の集合用電極を有する手段であり、
   前記制御手段は、前記複数の集合用電極の各々への前記反対極性電圧の印加の継続時間の調整により前記画像表示部に画像を形成するのに用いられる前記第２の液体の液滴の大きさが調整されるよう前記複数の電圧印加手段を制御する手段である
   液体画像表示装置。
7. 前記複数の電極は、前記貯留部側から見て前記複数の液滴吐出部の各々の吐出口の先に配置されてなる請求項２ないし６いずれか記載の液体画像表示装置。
8. 前記複数の電極は、前記複数の吐出部の各々の外周に配置されてなる請求項２ないし４いずれか記載の液体画像表示装置。
9. 前記複数の液滴吐出部は、前記複数の電場発生手段の各々により各々の吐出口および内部の少なくとも一部に所定の電場が作用しているときに、前記貯留部に貯留されている前記第２の液体の量に拘わらず、略均一の大きさの液滴が吐出される形状に形成されてなる請求項１ないし８いずれか記載の液体画像表示装置。
10. 請求項１ないし９いずれか記載の液体画像表示装置であって、
    前記画像表示部に電場を作用させる画像表示部電場作用手段を備え、
    前記制御手段は、前記画像表示部電場作用手段による電場の作用により前記第２の液体の液滴の少なくとも一部の移動速度が調整されるよう前記画像表示部電場作用手段を制御する手段である
    液体画像表示装置。
11. 前記第１の液体は、互いに比重と粘性のうち少なくとも一方が異なる複数の液体からなる請求項１ないし１０いずれか記載の液体画像表示装置。
12. 透明性を有する第１の液体が充填され該第１の液体とは比重が異なると共に該第１の液体とは混合および溶解せず且つ該第１の液体中で視認可能で帯電可能な第２の液体の液滴による画像を表示する画像表示部，該画像表示部の上部または下部に配置されて前記第２の液体を貯留する貯留部，該貯留部に形成され前記第２の液体を液滴の列として前記画像表示部の前記第１の液体中に吐出可能な複数の液滴吐出部，を有する液体画像表示装置本体を備える液体画像表示装置の表示方法であって、
    前記貯留部に貯留されている前記第２の液体を帯電させた状態で前記複数の液滴吐出部の各々の吐出口および内部の少なくとも一部に各々に電場を作用させ、該各々の電場の作用により前記複数の液滴吐出部から各々に吐出される前記第２の液体の液滴によって前記画像表示部に画像が形成されるよう前記複数の電場作用手段を制御する、
    ことを特徴とする液体画像表示装置の表示方法。

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