JP4014611B2 - 書き換え可能な表示部を有するとともに記録媒体の非使用時に該記録媒体を収納する収納用容器及びその使用方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＶＴＲカセット、フロッピー（登録商標）ディスク等の記録媒体を収納するための容器に関し、特に、記録媒体の記録内容を表示するための表示部が書き換え可能であるとともに記録媒体の非使用時に該記録媒体を収納する収納用容器及びその使用方法に関するものである。

周知のように、ＶＴＲカセット、フロッピーディスク等の記録媒体は、非使用時には合成樹脂等からなる容器に収納されるが、この容器は記録媒体の記録内容を表示するための表示部を有していることがあり、この表示部は容器に貼着したラベルによって形成されていることが多い。

前記従来の記録媒体収納用容器では、記録媒体の記録内容を書き換えた場合には、ラベルを貼り替えなければならないため、非常に手間がかかるという問題が有った。そのため、頻繁に記録内容の書き換えを行う記録媒体を収納する容器では、表示部に記録内容を書き込まないことが多いが、この場合には、記録媒体の記録内容を忘れてしまうという問題が有った。

また、通常、表示部には文字で記録内容を書き込んでいるが、長い時間が経つと記録内容に対する印象が薄くなるため、文字を見ただけでは記録内容をすぐに思い出すことができないことがあり、特に大量の記録媒体を取り扱う場合に不便であった。

本発明は前記のような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、記録媒体の記録内容を表示するための表示部を有するとともに記録媒体の非使用時に該記録媒体を収納する収納用容器であって、表示部の表示内容を容易に変更できるようにした記録媒体収納用容器を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、前記記録媒体収納用容器の使用方法であって、記録内容を容易に判別できるようにした使用方法を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、記録媒体の記録内容を表示するための表示部を有するとともに記録媒体の非使用時に該記録媒体を収納する収納用容器において、
前記表示部は、可視情報を繰り返し記録し、消去することができる表示素子からなり、
前記表示素子は、記録状態及び消去状態相互間における表示状態の変更について、一方への変更は電界の作用により行われ、他方への変更は熱の作用により行われるものであり、
前記表示部は、２つ以上の記録内容を同時に表示するため、２つ以上の画面に分割表示が可能であることを特徴としている。

また、本発明は、記録媒体の記録内容を表示するための表示部を有し、該表示部が、可視情報を繰り返し記録し、消去することができる表示素子からなり、前記表示素子は、記録状態及び消去状態相互間における表示状態の変更について、一方への変更は電界の作用により行われ、他方への変更は熱の作用により行われるとともに記録媒体の非使用時に該記録媒体を収納する収納用容器の使用方法であって、
前記記録媒体に記録された情報を処理して得られた可視情報を前記表示部に２つ以上の画面に分割して表示することが可能であることを特徴としている。

また、高速で書き換え処理を行い、かつ書き換え可能回数を多くするために、この表示素子は、高分子中に分散保持された液晶の配向状態を熱及び電界の作用によって変更可能な液晶／高分子複合膜によって形成されたものにするのが好ましい。

本発明によると、表示部が可視情報を繰り返し記録し、消去することができる表示素子からなるので、表示部の表示内容を変更する場合にラベルを貼り替える必要がなく、表示内容を容易に変更することができる。

また、本発明によると、表示部に記録媒体に記録された情報を処理して得られた可視情報を書き込むことにより、記録媒体の記録内容を容易に判別することができる。したがって、大量の記録媒体を扱う場合に特に便利である。

以下、本発明の具体的な実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は本発明をＶＴＲカセットを収納するための容器に適用した実施形態を示す斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ'線断面図である。

図１に示す容器１は、合成樹脂等からなる箱状のもので、一側面にＶＴＲカセットを出し入れするための開口部１ａを有している。容器１の上面には矩形の凹部２が設けられており、この凹部２内には可逆表示素子からなる表示部３が設けられている。

表示部３を構成する可逆表示素子は、高分子中に液晶を分散してなる液晶／高分子複合膜（（Polymer Dispersed Liquid Crystal）膜、以下、ＰＤＬＣ膜という）と、ＰＤＬＣ膜に垂直に電界を印加するための手段とを備えている。この手段として、ＰＤＬＣ膜両面を電極で挟持してもよいが、任意部分に電界印加するため等の点で、裏面側電極のみとし、表面側電極は外部電極等を用いる方式が可能である。したがって、可逆表示素子は、少なくとも電極（導電層）とＰＤＬＣ膜とからなり、適宜、ＰＤＬＣ膜の保護層を設ける。また、可逆表示素子が設けられる容器１の表面が導電性を有する場合には、導電層を省略することができる。

ＰＤＬＣ膜による可逆表示素子の可視情報の記録／消去原理は、熱と電界と（熱−電界モード）による液晶分子配向の秩序性の変化（ホメオトロピック配向またはホモジニアス配向という配向状態と、ランダム配向状態との変化）による光錯乱と光透過（２色性色素を併用したゲスト−ホスト効果の場合は、２色性色素の光吸収量の大小）を利用する。したがって、表示状態として、白濁光（光錯乱）を記録状態で、透明化（光透過）を消去状態で利用する場合は、印字はスポット的に加熱可能な例えばサーマルヘッドやレーザーヘッド等の加熱手段で行い、一方、消去はＰＤＬＣ膜に液晶配向のしきい値以上の電界を印加して行う。

前記ＰＤＬＣ膜は、従来の熱−熱モードによる各種可逆表示素子に比較して、記録媒体収納用容器に適用した場合に最適な優れた性能を有する。すなわち、電界印加による配向状態化はμｓｅｃオーダと高速で変化するために高速書換処理ができ、書換可能回数も充分である。また、２色性色素の併用で視認性も良く、書き換えに２種類の外部エネルギーを使用するので容易に改ざんできず、自然環境下で表示が消えにくく、表示の信頼性も高い。

ＰＤＬＣ膜としては、例えば、特開平４−７１８９９号公報で提案されているものも使用できるが、なかでも、マイクロカプセル法で作製したＰＤＬＣ膜は液晶がマイクロカプセルで完全に包囲されるため、液晶の染みだしが無い等、種々の点で優れ、本出願人による特開平５−３０１４８９号公報、特願平６−３３２８３号、特願平６−４４７３５号及び特願平６−１１９７０２号等で提案したもの等も使用できる。

図２は本実施形態に採用された可逆表示素子４の層構成を示しており、容器１の凹部２上に、導電層５、ＰＤＬＣ膜６、保護層７が順に設けられている。なお、可逆表示素子４は、塗工法、印刷法、転写法、ラミネート法等の公知の方法によって凹部２上に設けられる。

ＰＤＬＣ膜６中の液晶を分散保持する高分子マトリックスには、例えば、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、アクリレート−メタクリレート共重合体等のアクリル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリチオール系樹脂、紫外線や電子線で硬化する電離放射線硬化性樹脂等が使用される。

また、液晶には、スメクチック液晶、あるいは、ネマチック液晶、コレステリック液晶、ディクコレステリック液晶、高分子液晶、及びこれらの混合系等が挙げられる。また、二色性色素を液晶に適量混合し、ゲスト−ホスト効果で表示コントラストを上げ、視認性を高めることもできる。

また、液晶を高分子マトリックス中に分散するには、相分離法、エマルジョン法、マイクロカプセル法、溶媒蒸発法、懸濁重合法等を各種利用できるが、なかでも、液晶の染みだし防止効果のあるエマルジョン法、マイクロカプセル法が優れ、マイクロカプセル法はさらに分散液晶粒子の耐久性向上効果もあり、ｉｎ−ｓｉｔｕ重合法によるマイクロカプセル法は、実用的な膜厚、表示品質等の点で好適な１０μｍ以下の粒径が得られる点で優れている。

なお、ＰＤＬＣ膜６は通常３〜２３μｍ程度の膜厚で使用するが、下限値は表示コントラストの点から、上限値は液晶の配向状態への実用的駆動電圧の点から決まる。

導電層５としては、導電層５を水平方向の横断路としてＰＤＬＣ膜６に垂直電界を印加できる程度の伝導性（例えば、面積抵抗で１０¹²Ω／ｓｑ以下）があれば半導体領域の材料でもよいが、電圧印加のロス等を考慮すれば良導電性の方がよい。例えば、導電層５は、アルミニウム等の金属の蒸着膜や金属箔、ＩＴＯ膜等の透明導電膜、カーボンブラック等による導電性塗膜等からなる。

なお、本実施形態では、図１に示すように、導電層５の後縁に、凹部２から後方にはみ出すように端子部５ａが形成されている。この端子部５ａは、容器１を後述するインデックス装置１０に装着したときに、インデックス装置１０内の接地電極に接する。なお、導電層５を透明な素材とすることにより、この端子部５ａは目立たない。また、端子部５ａを容器１の裏面にまで延長し、端子部５ａがインデックス装置１０のシャーシに接触することにより端子部５ａがアースされるようにしてもよい。また、端子部５ａを設けずに、ＰＤＬＣ膜６の側面に帯電器を非接触状態となるように配置したり、ＰＤＬＣ膜６に電極を接触させること等によって液晶を配向させるようにしてもよい。

保護層７は、ＰＤＬＣ膜６を圧力、外力、外部環境等から保護し、後述するインデックス装置１０のプリントヘッド１８に対して耐熱性、耐摩耗性、耐擦傷性等を持たせるために適宜設ける。保護層７としては、熱硬化性樹脂、紫外線や電子線で硬化する電離放射線硬化性樹脂等の硬化性樹脂が物性の点で好ましく、これらの樹脂の塗液やインキに、ワックス等の滑剤等の各種添加剤を適宜混合したものを全面または部分的に形成する。保護層７の厚みは０．５〜１０μｍ程度である。

保護層７の形成部分は、ＰＤＬＣ膜６上、またはＰＤＬＣ膜６の側面も含めてＰＤＬＣ膜６の非形成部分、すなわち表示部３以外、例えば導電層５の上、可視永久固定情報の上、容器１や後述する基材シートの全面等である。容器１や基材シートの全面に保護層７を形成する場合、保護層７としてポリエチレンテレフタレート等からなる樹脂フィルム等が用いられる。

なお、図３の如く、ＰＤＬＣ膜６と保護層７との間に中間層８を、ＰＤＬＣ膜６と導電層５との間に接着層９を介在させてもよい。中間層８は保護層７を塗装等で形成時にＰＤＬＣ膜６が損傷するのを防止するものであり、接着層９は導電層５とＰＤＬＣ膜６との密着性を向上させるためのものである。

また、保護層７を塗液にて形成する場合、塗液溶剤成分がＰＤＬＣ膜６中に浸透し、液晶配向性能を低下させないように、液晶に影響しない塗液にてバリヤー層として中間層８を形成した後、保護層７を形成するのもよい。このような中間層８の形成は、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロース、でんぷん等の水溶性樹脂の水溶性塗液が使用できる。中間層８の厚みは０．５〜１０μｍ程度である。保護層７及び中間層８の厚みは電界印加に過大な電圧を要さない程度とする。

中間層８を設けることにより保護層７の樹脂選定の自由度は増し、例えば、保護層にソフトウレタンアクリレート等の電離放射線硬化性樹脂を使用すると優れた耐熱性、耐摩耗性、耐擦傷性、プリントヘッドへの適度なヘッドタッチ性、クッション性が得られる。

また、可逆表示素子４を裏面に接着層を有する基材シート上に設け、基材シートを凹部２上に貼着するようにしてもよい。

基材シートとしては、例えば、ポチエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル等の塩化ビニル系樹脂、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリメタクリル酸メチル等のアクリル系樹脂、ポリスチレン等のスチレン系樹脂、三酢酸セルロース等のセルロース系樹脂等の樹脂のシートや板、コート紙等の紙、合成紙、金属箔、セラミックシート、あるいは、これらの複合体等が使用できる。厚みは用途により適宜選択するが、５０〜１０００μｍ程度である。これらは、通常絶縁性であるが、適度の導電性（使用する基材シートの厚さで体積抵抗１０⁸Ω以下程度）を持たせれば、導電層５を兼用し、導電層５を省略することもできる。

なお、容器１や基材シートの表面は、導電層５との密着性向上のために、コロナ処理、シランカップリング剤やウレタン樹脂等によるプライマー処理等の公知の易接着処理を施しておいてもよい。

ここで、導電層５を透明なものとした場合には、下の容器１表面、あるいは基材シートの色や中に挿入される記録媒体の表面の色が見えるため、容器１や基材シートとして乳白のポリプロピレン樹脂等の隠蔽可能な着色容器やシートとしたり、導電層５の下に白色等の印刷やコーティングによる隠蔽層（図示せず）を設けるようにすると可逆表示素子４表面の画像が見えやすくなる。特に二色性色素として黒発色タイプのものを利用することにより、白地の上に黒色の文字印字を得ることが可能となり、非常に見やすいものとなる。

次に、容器１の表示部３に対して情報の書込み及び消去を行うためのインデックス装置について説明する。

図４に示すように、インデックス装置１０は直方体状の外観を有しており、前面側から後面側に向かって水平に延びる断面矩形の挿入孔１１を備えている。ＶＴＲカセットを挿入した容器１は凹部２を上にして前端側から挿入孔１１に挿入され、前端が挿入孔１１の奥に当接すると位置決めされるようになっている。また、インデックス装置１０の前面には、操作ツマミ群１２、液晶等からなるディスプレイ１３、電源スイッチ１４が設けられ、底面の四隅には脚体１５が取り付けられている。

図５に示すように、インデックス装置１０の内部における挿入孔１１の上方には、容器１の上面と平行に主走査方向（インデックス装置１０の左右方向）及び副走査方向（インデックス装置１０の前後方向）に走行して表示部３に対して記録内容を表す情報の書き込み、消去を行う書込・消去機構１６が設けられている。

書込・消去機構１６は、インデックス装置１０の左右方向に延びる合成樹脂等からなる直方体状の移動体１７を有しており、この移動体１７の下面にはプリントヘッド１８と消去ヘッド１９とが設けられている。

図６に示すように、移動体１７の一端には、インデックス装置１０の前後方向に延びる支軸２１が摺動自在に貫通する貫通孔２０が設けられている。なお、支軸２１の両端はインデックス装置１０のシャーシ（図示せず）に設けられた軸受によって支持されている。また、移動体１７の他端には、インデックス装置１０の前後方向にのび、外面にネジが刻設された回転軸２３が貫通し、螺合するネジ孔２２が設けられている。なお、回転軸２３の両端はインデックス装置のシャーシに設けられた軸受けによって回転自在に支持されており、回転軸２３の一端は前記シャーシに取り付けられたモータ（図示せず）に連結されている。このモータを駆動すると移動体１７が支軸２１によって案内されてインデックス装置１０の前後方向に移動する。

移動体１７の下面には、移動体１７の長手方向に延びる断面矩形のレール１７ａが刻設されており（図５参照）、このレール１７ａにはプリントヘッド１８が摺動自在に係合している。プリントヘッド１８は表示部３に熱を与えて情報を書き込むもので、レーザヘッドやサーマルヘッド等によって構成される。プリントヘッド１８は、移動体１７の長手方向に延び、外面にネジが刻設された回転軸２４が貫通し、螺合するネジ孔１８ａを有している。なお、回転軸２４の両端は移動体１７に設けられた軸受（図示せず）によって回転自在に支持されており、回転軸２４の一端は移動体１７上に取り付けられたモータ（図示せず）に連結されている。このモータを駆動するとプリントヘッド１８がレール１７ａによって案内されて移動体１７の長手方向に移動する。

消去ヘッド１９は、表示部３に電界を印加して表示部３に書き込まれた情報を消去するものである。図７は消去ヘッド１９を下側から見た斜視図であり、同図に示すように、消去ヘッド１９は、移動体１７の長手方向に延びる矩形の基板２５と、この基板２５上にその長手方向に延びるように配置された細長い電圧供給器２６と、基板２５上にその長手方向にアレイ状に配置され、基板２５上に形成された導体パターン２５ａを介して電圧供給器２６に接続された多数の電極２７とを備えている。

挿入孔１１の上方の前面側に近い位置には、容器１の上面に設けられた端子部５ａに接する接地電極（図示せず）が設けられている。

図８はインデックス装置１０内の画像処理回路の構成を示すブロック図であり、図９はＶＴＲカセットに記録された映像の一部を容器１の表示部３に書き込むためのシステムの構成を示す図である。

次に、図８、図９を参照しながらＶＴＲカセットに記録された映像の一部を表示部３に書き込む方法について説明する。まず、図９において、ＶＴＲカセットをＶＴＲ２０１にローディングし、再生動作を行う。その再生画像はテレビジョン受像機２０２に映し出される。また、テレビジョン受像機２０２からは、再生動作中、映像信号がインデックス装置１０へ伝送される。図８に示すように、インデックス装置１０は１フレーム分の容量を持つ画像メモリ１０１を有していて、１フレーム（２フィールド）分の映像信号を再生動作中絶えず記憶し、かつ書き換えている。

ここで、操作ツマミ群１２の所定のツマミを操作してインデックス装置１０を書き込みモードにすると、画像メモリ１０１の書き換え動作が停止する。そして、ＶＴＲ２０１の再生を停止して、ＶＴＲカセットを取り出し、これをインデックス装置１０に装着する。その状態で、操作ツマミ群１２のツマミによって書き込み開始状態にすると、画像メモリ１０１に格納されている１フレーム分の映像信号が読み出され、その映像信号は、映像信号処理回路１０２で処理された後、ドライブ回路１０３に与えられる。

ドライブ回路１０３は、画素単位毎に映像信号のレベルに応じた幅のパルスを形成し、そのパルスでプリントヘッド１８をドライブする。プリントヘッド１８がレーザーヘッドで構成されている場合は、前記パルス幅の時間、レーザービームを発する。プリントヘッド１８は、上述した移動機構によって、インデックス装置１０の左右方向（主走査方向または水平方向）とインデックス装置１０の前後方向（副走査方向または垂直方向）へスキャンし、サーマルヘッドまたはレーザービームによる熱によって表示部３に前記１フレーム分の画像を形成する。なお、スキャン信号は別途インデックス装置１０内で生成されるが、その生成はプリンタ等で採られている方法と同じ方法で実施できる。

また、サーマルヘッドにて画像を形成する場合には、前記のような左右方向へ順次移動しながら情報を書き込む、通常シリアルヘッドと呼ばれるもののほかに、左右方向に一列の書き込み用サーマルヘッドが並んだラインヘッドと呼ばれるものも使用可能である。この場合、前後方向へのスキャンのみで良いので、速く画像を形成することが可能となるものである。

次に、表示部３に表示されている画像を消去するには、操作ツマミ群１２のツマミの操作によって指定された範囲の電極２７に電圧供給器２６から電圧が与えられる。一方、表示部３の導電層５には、端子部５ａを介して別途グランド電圧が与えられる。したがって、電圧が与えられた電極２７と導電層５間に電界が生じ、その電界が生じた部分のＰＤＬＣ膜の情報（画像）は消去されることになる。

表示部３は、図１０に示すような４つのエリアＥ１〜Ｅ４に分けて、その各エリアに個別に画像を書き込んで表示させてもよい。このようにすると、複数のシーンを表示部３に表示することができる。この場合、プリントヘッド１８のスキャンの範囲を制御することにより、所定のエリアに画像を書き込むことができる。また、消去の場合は、消去ヘッド１９の移動範囲ならびに電圧を与える電極２７を選ぶことにより、所定のエリアを消去することができる。なお、表示部３を分割する数は４に限られるものではなく、任意の数に分割することができる。

なお、前記実施形態では、ＶＴＲカセット収納用容器の場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、あらゆる記録媒体収納用容器に適用することができる。例えば、フロッピーディスク、光磁気ディスク、光ディスク、オーディオカセット等の収納容器に適用することが考えられる。

また、前記実施形態では、表示部３に画像を書き込む場合について説明したが、画像以外の情報を書き込んでもよい。その場合、それらの情報を書き込むことができるインデックス装置が必要となる。

また、前記実施形態では、収納用容器１の表面に可逆表示素子を設けた場合について説明を行ったが、収納用容器１が透明性を有するものであれば内面側に設けてもよいものであり、記録媒体と接する側に保護層や隠蔽層、あるいは保護層を兼ねた隠蔽層を形成すれば、外面からの衝撃等を受けにくい分、耐久性に優れるものとなる。

本発明をＶＴＲカセットの収納用容器に適用した実施形態を示す斜視図であ る。 図１のＡ−Ａ'線矢視図である。 図１のＡ−Ａ'線矢視図であり、可逆表示素子の他の構成例を示す図である 。 インデックス装置１０の斜視図である。 図４のＢ−Ｂ'線矢視図である。 インデックス装置１０の書換・消去機構１６の斜視図である。 消去ヘッド１９を下側から見た斜視図である。 インデックス装置１０の画像処理回路の構成を示すブロック図である。 ＶＴＲカセットに記録された映像を表示部３に書き込むためのシステムの構 成を示す図である。 表示部３を複数のエリアに分割して各エリア毎に表示を行うようにした例 を示す説明図である。

符号の説明

１ 記録媒体収納用容器
３ 表示部
４ 可逆表示素子

Claims (4)

1. 記録媒体の記録内容を表示するための表示部を有するとともに記録媒体の非使用時に該記録媒体を収納する収納用容器において、
   前記表示部は、可視情報を繰り返し記録し、消去することができる表示素子からなり、
   前記表示素子は、記録状態及び消去状態相互間における表示状態の変更について、一方への変更は電界の作用により行われ、他方への変更は熱の作用により行われるものであり、
   前記表示部は、２つ以上の記録内容を同時に表示するため、２つ以上の画面に分割表示が可能であることを特徴とする書き換え可能な表示部を有するとともに記録媒体の非使用時に該記録媒体を収納する収納用容器。
2. 前記表示素子は、高分子中に分散保持された液晶の配向状態を熱及び電界の作用によって変更可能な液晶／高分子複合膜によって形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の書き換え可能な表示部を有するとともに記録媒体の非使用時に該記録媒体を収納する収納用容器。
3. 記録媒体の記録内容を表示するための表示部を有し、該表示部が、可視情報を繰り返し記録し、消去することができる表示素子からなり、前記表示素子は、記録状態及び消去状態相互間における表示状態の変更について、一方への変更は電界の作用により行われ、他方への変更は熱の作用により行われるとともに記録媒体の非使用時に該記録媒体を収納する収納用容器の使用方法であって、
   前記記録媒体に記録された情報を処理して得られた可視情報を前記表示部に２つ以上の画面に分割して表示することが可能であることを特徴とする書き換え可能な表示部を有するとともに記録媒体の非使用時に該記録媒体を収納する収納用容器の使用方法。
4. 前記表示素子は、高分子中に分散保持された液晶の配向状態を熱及び電界の作用によって変更可能な液晶／高分子複合膜によって形成されたものであることを特徴とする請求項３に記載の書き換え可能な表示部を有するとともに記録媒体の非使用時に該記録媒体を収納する収納用容器の使用方法。

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