JP2010072302A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光記録型の表示媒体に画像を記録するときに、表示媒体への光の照射において消費する電力を少なくすること。
【解決手段】光記録型の表示媒体である電子ペーパ２００に光を照射する記録装置は、電子ペーパ２００に画像を記録するときに照射する光に、主光源１３０ａからレンズ１３０ｂを介して照射される記録光と、補助光源１３０ｃから照射される補助光を用いる。そして、照射された記録光と補助光とのエネルギにより、電子ペーパ２００の反射率を変化させて画像を記録する。
【選択図】図２

Description

本発明は、記録装置に関する。

特許文献１には、光記録型の表示媒体に光を照射することにより、画像を表示媒体に記録する技術が開示されている。
特開２００７−２９９０１６号公報

本発明は、光記録型の表示媒体に画像を記録するときに、表示媒体への光の照射において消費する電力を少なくすることを目的とする。

本発明の請求項１に係る記録装置は、照射された光に応じて記録される画像を表示する光記録型の表示媒体に対して、画像情報に応じた光を記録期間内に照射する第１の照射手段と、前記表示媒体に対して、予め設定されたエネルギの光を前記記録期間内に照射する第２の照射手段とを具備することを特徴とする。

本発明の請求項２に係る記録装置は、請求項１の構成において、前記表示媒体は、前記記録期間内に照射された光のエネルギに応じて、光が照射された領域の反射率が変化することにより表示を行い、前記第２の照射手段によって前記記録期間内に照射される光のエネルギは、前記表示媒体に対して、前記第１の照射手段によって光を照射せずに前記第２の照射手段による光を照射した場合に、前記表示媒体において光が照射された領域の反射率の変化量が予め設定された値以下になるように、設定されていることを特徴とする。

本発明の請求項３に係る記録装置は、請求項１または請求項２の構成において、前記第１の照射手段は、予め設定された照射範囲の光を移動させながら前記表示媒体に対して照射し、前記第２の照射手段が前記表示媒体に対して照射する光の照射範囲は、前記第１の照射手段によって当該表示媒体に光が照射される領域全体を含むことを特徴とする。

本発明の請求項１に記載の発明によれば、同構成を有しない場合に比べ、光記録型の表示媒体に画像を記録するときに、表示媒体への光の照射において消費する電力を少なくすることができる。
本発明の請求項２に記載の発明によれば、同構成を有しない場合に比べ、表示媒体に係る表示のコントラストを向上させることができる。
本発明の請求項３に記載の発明によれば、同構成を有しない場合に比べ、第２の照射手段である補助光源の発光期間を短くすることができる。

以下、本発明の一実施形態について説明する。

＜実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態である記録装置１の構成を示すブロック図である。同図に示す記録装置１は、光記録型の表示媒体である電子ペーパ２００に画像の記録、消去を行う装置であって、記録ユニット１００、制御部１１０および情報取得部１５０を備える。記録ユニット１００は、リセット光発生部１２０、記録光発生部１３０および電圧印加部１４０を備える。

図２は、記録ユニット１００の構成を示す図である。記録ユニット１００は、予め定められた態様で電子ペーパ２００を保持または収容し、リセット光発生部１２０、記録光発生部１３０で発生した光が照射されるようになっている。以下、記録装置１の各構成について、図１、図２を用いて説明する。

制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算装置を備え、記録装置１の動作を制御する。制御部１１０は、情報取得部１５０によって取得される情報に応じて、リセット光発生部１２０、記録光発生部１３０および電圧印加部１４０の動作を制御する信号を、それぞれに対して出力して、各部を制御する。

情報取得部１５０は、電子ペーパ２００に記録する画像を示す画像情報を取得する。この画像情報は、記録装置１に設けられる内部メモリなどの記憶手段から取得してもよいし、不揮発性メモリなどの記録媒体、有線、無線通信により記録装置１の外部から取得してもよい。なお、利用者が操作手段を操作することにより、画像記録開始などの指示を示す情報を取得してもよい。

次に、記録ユニット１００の各構成について説明する。筐体１０２は、遮光性部材で構成され、リセット光発生部１２０、記録光発生部１３０および電圧印加部１４０の各構成を保持する。また、筐体１０２は、画像の記録、消去を行う対象となる電子ペーパ２００を保持する。筐体１０２の内部には、筐体１０２および後述する透明板１０１により空間１０２ａが構成される。

透明板１０１は、筐体１０２に保持された電子ペーパ２００の記録面２００ｂに、筐体１０２内部からの光を照射する照射領域として設けられた透光性部材である。透明板１０１を構成する透光性部材は、電子ペーパ２００の記録面２００ｂに光を照射する照射領域であるから、光の透過率が高く、光学的歪みが少ない部材であることが望ましい。電子ペーパ２００が筐体１０２に保持されているときには、電子ペーパ２００は透明板１０１を覆い、筐体１０２の内部への光を遮蔽する。

リセット光発生部１２０は、空間１０２ａに設けられる図示しない光源により、電子ペーパ２００に画像を記録する前に、既に記録されている画像を消去するときに照射する光（リセット光）を発生させる。リセット光発生部１２０は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、冷陰極管、ＥＬ（Electro-Luminescence）などの電気を光に変換する素子が用いられ、制御部１１０の制御に応じた強度で発光する。なお、後述する補助光源１３０ｃをリセット光発生部１２０における光源として用いてもよい。

記録光発生部１３０は、主光源１３０ａ、レンズ１３０ｂおよび補助光源１３０ｃを備え、電子ペーパ２００に画像を記録するときに照射する光（記録光）を発生する。

主光源１３０ａは、例えば、複数のＬＥＤが線状に配置されたＬＥＤアレイであり、制御部１１０により、各ＬＥＤの明滅が制御されるとともに、矢印ＡＲ１の方向に移動するように制御される。そして、電子ペーパ２００の記録面２００ｂに対して、後述するレンズ１３０ｂによって収束された光であって、記録面２００ｂの一部に照射される光を走査して照射領域から照射する。なお、電子ペーパ２００に画像を記録するときの光の照射は、このように、線状の光を走査するだけでなく、半導体レーザなどを用いたスポット状の光を走査するようにしてもよい。

レンズ１３０ｂは、例えば、屈折率分布型レンズであり、主光源１３０ａの各ＬＥＤに対応して設けられ、各ＬＥＤから発生した光（記録光）を、画像を記録する解像度に応じた範囲に収束する。制御部１１０の制御により主光源１３０ａが移動すると、主光源１３０ａに設けられたレンズ１３０ｂは、主光源１３０ａの移動とともに併せて移動する。ここで、レンズ１３０ｂは、光学的損失があり、主光源１３０ａの光の一部を吸収する。

補助光源１３０ｃは、例えば、面状に発光する発光面を有するＥＬ、プラズマ発光体などの発光素子で構成され、制御部１１０により、発光が制御される。補助光源１３０ｃは、発光面から発生した光（補助光）を照射領域全面から電子ペーパ２００の記録面２００ｂに対して照射する。なお、補助光源１３０ｃは電球やＬＥＤなどの点状発光素子や、冷陰極管、蛍光灯、ＬＥＤアレイなどの線状発光素子を用いて発光させ、反射板、導光板、拡散板などにより、面状に発光する発光面を形成するようにしてもよい。

電圧印加部１４０は、電極１４０ａを備え、制御部１１０の制御に応じて、電極１４０ａに電圧を印可する。電子ペーパ２００が記録ユニット１００に保持されているときには、後述する電子ペーパ２００の電極２８０と電極１４０ａとが電気的に接触し、電子ペーパ２００の透明電極２２０、２６０間に、制御部１１０の制御に応じた電圧が印可される。
以上が、記録装置１の構成についての説明である。次に、光記録型の表示媒体である電子ペーパ２００の構成について説明する。

図３は、電子ペーパ２００の構成を示す図である。電子ペーパ２００は、画像が記録される記録領域に、フィルム基板２１０、２７０、透明電極２２０、２６０、光導電層２３０、着色層２４０および表示素子層２５０を備えるとともに、記録領域外に透明電極２２０、２６０のそれぞれと電気的に接続された２つの電極２８０を備える。

フィルム基板２１０、２７０は電子ペーパ２００の表面を保護するために設けられた層であり、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）により構成される。フィルム基板２１０は記録面２００ｂ側でありリセット光や記録光を照射する側の面である。フィルム基板２７０は表示面２００ａ側であり記録された画像を使用者が観察する側の面である。透明電極２２０及び２６０は、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）から構成される層である。上述したように、透明電極２２０、２６０に接続された電極２８０と、記録装置１の電極１４０ａとが接続され、制御部１１０の制御により電極１４０ａに電圧が印加されると、透明電極２２０、２６０間に電位差が生じる。

光導電層２３０は、照射される光の強度に応じてその導電率を異ならせる導電体からなる層である。光導電層２３０としては、例えば、有機光導電体を用いる。着色層２４０は、表示素子層２５０が光を通過する場合に観察される層であり、あらかじめ決められた色（例えば、黒）になっている。

表示素子層２５０は印可される電圧に応じて光の反射状態を異ならせる表示素子を含む層である。表示素子層２５０は、バインダー樹脂中にマイクロカプセル状のコレステリック液晶表示素子を分散させたものである。コレステリック液晶表示素子は、配向状態として、プレーナ配向状態とフォーカルコニック配向状態とになりうる。コレステリック液晶表示素子は、プレーナ配向状態の場合は光を反射（ブラッグ反射）して、予め決められた色を呈し、フォーカルコニック配向状態にある場合は光を透過して着色層２４０の色を呈する。

電子ペーパ２００に画像を記録して表示させるには、透明電極２２０、２６０間に予め設定された記録電圧を印可した状態で記録面２００ｂに記録光を照射し、その後、記録電圧の印加を停止することで行う。上述のように、電子ペーパ２００の記録面２００ｂに記録光を照射することにより、光導電層２３０の導電率が変化する。これにより表示素子層２５０に印加される電圧が変化して表示素子の光の反射状態が変化し、表示面２００ａの反射率が変化する。

図４は、この例における電子ペーパ２００の記録面２００ｂに対して、記録電圧印加中の予め設定された記録期間に照射された光の単位面積あたりのエネルギの総量（以下、単にエネルギという）と反射率との関係とを示す図である。横軸は、記録面２００ｂに照射された光のエネルギを対数軸で表したものであり、縦軸は、表示面２００ａの反射率を表したものである。図４に示すように、光照射前は反射率がＲ０であり、照射される光のエネルギが大きくなるほど、反射率が大きくなる。このとき、特定のエネルギ領域においては他のエネルギ領域に比べて、照射する光のエネルギ変化に対して反射率の変化量が大きくなっている。

ここで、特定のエネルギ領域は、反射率がＲ０から変化してＲａ以上Ｒｂ未満となる範囲に対応するエネルギ範囲、すなわちＰａ以上Ｐｂ未満のエネルギ範囲である。したがって、照射される光のエネルギがＰａに達するまでは、反射率の変化量は（Ｒａ−Ｒ０）以下となり、特定のエネルギ領域に比べて反射率の変化量が少なく、電子ペーパ２００に画像を記録するために必要な光のエネルギは、この例においてはＰａ以上となる。なお、画像の記録のときに階調表現が不要である場合には、照射される光のエネルギをＰｂ以上としてもよい。

電子ペーパ２００に記録された画像を消去して初期化するには透明電極２２０、２６０間に予め設定されたリセット電圧を加えた状態で記録面２００ｂにリセット光を照射し、その後、リセット電圧の印加を停止することで行う。電子ペーパ２００の初期化は、画像の記録の前に行われる。以上が、電子ペーパ２００の構成についての説明である。

次に、記録面２００ｂを記録ユニット１００の透明板１０１に向け、電極２８０と電極１４０ａとが接続されて導通するように、記録装置１に電子ペーパ２００を収容し、筐体１０２に保持させ、画像の初期化、記録が可能な状態において、記録装置１における動作について説明する。

情報取得部１５０が電子ペーパ２００に記録する画像を示す画像情報を取得し、画像の記録を指示する情報を取得すると、まず電子ペーパ２００の初期化（初期化処理）が行われ、その後、電子ペーパ２００への画像の記録処理が開始される。

まず、初期化処理についての動作を説明する。制御部１１０は電圧印加部１４０を制御し、電極１４０ａを介して、リセット電圧を電子ペーパ２００に印可する。そして、制御部１１０は、リセット電圧印加中の予め設定された期間に照射領域に導かれる光のエネルギの総量が、予め設定された値になるようにリセット光発生部１２０の発光を制御する。そして、制御部１１０はリセット光発生部１２０の発光を停止し、電圧印加部１４０にリセット電圧の印加を停止するように制御して、初期化処理を終了させる。

初期化処理が終了すると、続いて、記録処理が開始される。制御部１１０は、電圧印加部１４０を制御し、記録電圧を発生させて電極１４０ａを通じて電子ペーパ２００に印可する。記録電圧印加中の予め設定された記録期間内に、制御部１１０は、補助光源１３０ｃから電子ペーパ２００の記録面２００ｂに照射される補助光のエネルギがＰａ以下の予め設定されたエネルギになるように、すなわち、この光によっては反射率の変化量が予め設定された値（Ｒａ−Ｒ０）以下になるように、補助光源１３０ｃの補助光の強度、発光期間を制御する。なお、この例においては、エネルギがＰａの光が照射されたときの反射率の変化量は（Ｒａ−Ｒ０）として設定していたが、例えば、変化量をＲ０から＋１％としてもよく、予め設定されていればどのような設定の態様であってもよい。

また、制御部１１０は、記録期間内に電子ペーパ２００の記録面２００ｂに照射される補助光源１３０ｃからの補助光のエネルギと、主光源１３０ａからの記録光のエネルギとをあわせたエネルギが、情報取得部１５０によって取得された画像情報に応じた反射率に対応するエネルギとなるように、主光源１３０ａの記録光の強度、移動速度を制御して、電子ペーパ２００に画像を記録する。

なお、記録光と補助光とは記録期間全体にわたって照射されている必要は無く、記録期間内の一部の期間であってもよい。また、記録光と補助光とは同じ期間で照射されていなくてもよく、記録光または補助光のどちらを先に照射するようにしてもよい。すなわち、記録期間内において、画像情報に応じた反射率に対応するエネルギの光が電子ペーパ２００の記録面２００ｂに照射されるようになっていればよい。

このように、光学的損失があるレンズ１３０ｂを通過しない補助光源１３０ｃからの補助光と、レンズ１３０ｂを通過する主光源１３０ａからの記録光とをあわせて、電子ペーパ２００に画像を記録するときに記録面２００ｂに照射される光のエネルギとすることにより、補助光を用いない場合に比べ、レンズ１３０ｂによる光の損失量が少なく、電子ペーパ２００に画像を記録するときの光の照射において消費する電力が少なくなる。

そして、記録光、補助光を照射した後、制御部１１０は、記録電圧の印加を停止するように制御する。これにより電子ペーパ２００への画像の記録が終了する。以上が、記録装置１の動作についての説明である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は以下のように、さまざまな形態で実施可能である。

＜変形例１＞
上述した実施形態において、補助光源１３０ｃには面状の発光面をもつ発光素子を用いた構成を示したが、図５に示すように、電子ペーパ２００の記録面２００ｂの一部の領域に補助光を照射する線状の発光面をもつ発光素子、例えば、ＬＥＤアレイ、冷陰極管などを用いた補助光源１３０Ａｃとしてもよい。

この場合、補助光源１３０Ａｃは、制御部１１０による制御により、記録面２００ｂの一部の領域へ照射される補助光を走査して電子ペーパ２００の記録面２００ｂ全体に対して照射する。具体的には、記録電圧印加中の予め設定された記録期間内に、制御部１１０は、補助光のエネルギがＰａ以下の予め設定されたエネルギになるように、補助光源１３０Ａｃの発光強度と矢印ＡＲ２の方向への移動速度を制御する。なお、制御部１１０は、補助光源１３０Ａｃと主光源１３０ａとを一体として移動するように制御してもよいし、それぞれ別々に移動するように制御してもよく、補助光源１３０Ａｃの発光強度と照射する領域にとの関係で定めればよい。

実施形態に係る記録装置の構成を示すブロック図である。 実施形態に係る記録ユニットの構成を示す説明図である。 実施形態に係る電子ペーパの構成を示す説明図である。 実施形態に係る電子ペーパの表示特性を示す図である。 変形例１に係る記録ユニットの構成を示す図である。

符号の説明

１…記録装置、１００…記録ユニット、１０１…透明板、１０２…筐体、１０２ａ…空間、１１０…制御部、１２０…リセット光発生部、１３０…記録光発生部、１３０ａ…主光源、１３０ｂ…レンズ、１３０ｃ，１３０Ａｃ…補助光源、１４０…電圧印加部、１４０ａ…電極、１５０…情報制御部、２００…電子ペーパ、２００ａ…表示面、２００ｂ…記録面、２１０，２７０…フィルム基板、２２０，２６０…透明電極、２３０…光導電層、２４０…着色層、２５０…表示素子層

Claims (3)

1. 照射された光に応じて記録される画像を表示する光記録型の表示媒体に対して、画像情報に応じた光を記録期間内に照射する第１の照射手段と、
   前記表示媒体に対して、予め設定されたエネルギの光を前記記録期間内に照射する第２の照射手段と
   を具備することを特徴とする記録装置。
2. 前記表示媒体は、前記記録期間内に照射された光のエネルギに応じて、光が照射された領域の反射率が変化することにより表示を行い、
   前記第２の照射手段によって前記記録期間内に照射される光のエネルギは、前記表示媒体に対して、前記第１の照射手段によって光を照射せずに前記第２の照射手段による光を照射した場合に、前記表示媒体において光が照射された領域の反射率の変化量が予め設定された値以下になるように、設定されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記第１の照射手段は、予め設定された照射範囲の光を移動させながら前記表示媒体に対して照射し、
   前記第２の照射手段が前記表示媒体に対して照射する光の照射範囲は、前記第１の照射手段によって当該表示媒体に光が照射される領域全体を含む
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の記録装置。

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