JP4236346B2

JP4236346B2 - Writing device

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Publication number: JP4236346B2
Application number: JP25335999A
Authority: JP
Inventors: 幾雄加藤; 均近藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-09-07
Filing date: 1999-09-07
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2019-09-07
Also published as: JP2001075422A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電圧または電流の作用により可逆的に視認状態を変化させうる表示媒体に画像情報を表示可能な書き込み装置に関し、特に紙の代替となる書換え可能な電子ペーパ、デジタルペーパといった表示媒体に、電子情報からなる画像情報を表示せしめる書き込み装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
静電潜像を用いて画像を形成する書き込み装置としては、特殊紙を用いた静電記録方式、特殊紙や普通紙を用いた湿式および乾式の電子写真方式等が一般であるが、これらは、いずれも紙やフィルム等の基体とは別のトナー、インク等の材料を潜像に従って現像させることにより、直接または間接的に基体に付着せしめることにより画像を形成する方法であり、表示媒体自体が電圧または電流の作用によりその視認状態を変化させるものではない。例えば、特開平８−２４８６４７公報に記載される「静電記録体」は、これ自体が表示媒体であるが、潜像にトナーを現像せしめており、このトナーにより画像を形成しており、この静電気記録体自体の視認特性を変化せしめたものではない。このような静電記録としては、例えば特開平１０−１９８１２０公報がある。
【０００３】
一方、電界の作用により可逆的に視認状態を変化させうる表示媒体として、液晶、エレクトロクロミック素子、電気泳動素子、ジャイリコン等が知られているが、それらを用いた書き込み装置の多くは表示媒体が一対の電極基板とその間に挿入された表示要素からなり、各電極に画像を表示するための信号を印加する駆動回路が接続されている。
【０００４】
また、この表示媒体を表示装置として用いるのではなく、紙のような屈曲可能な面状の表示媒体として用い、このような表示媒体に対する書き込み装置としては、特開平３−１８８４８９公報に記載される「書き込みシートおよび書き込みシステム」の明細書に示されるように、電圧の作用により可逆的に視認状態を変化させうる表示媒体を、１００Ｖ以上の電圧を発生することの可能な電極アレイを、表示媒体に対して移動させることにより、画像情報を書き込むことが記載されている。直径２５μｍの球に１００Ｖを用いた場合には、３ｍ秒かかる、とも記載されＡ４データを４００ｄｐｉの密度で書き込むと１０秒以上は要すると計算され書き込み時間が長いため、高速書き込みが難しいことが予想されるが、実用レベルではある。
【０００５】
このような表示媒体としては同類のものとしては、このマイクロカプセルのみを表示媒体に埋めたもの以外には、リコー先願（特願平１１−３１８４９）の新規な表示媒体（発明筆頭者：近藤均）として、以下の発明がある。これは、簡単に説明すれば、表示用物質を封入したマイクロカプセルに対して共通電極を設けて片方向からの電圧印加により書き込み可能とした表示媒体である。本発明は、この表示媒体に対する書き込み装置を主に想定したものである。これには、上記と同様の電極アレイを用いることができる。
【０００６】
また、この電極アレイを用いた場合の書き込み速度の問題に対して、リコー先願の、新規な表示媒体に対する書き込み装置（発明名称は表示装置：発明筆頭者：近藤均）の発明がある。これは、簡単に説明すれば、表示媒体に対するＴＦＴ型ボードによる高速の書き込み装置である。これは、高速に消去することも当然できる。しかしながら、本発明は、この書き込み装置とは異なる、表示媒体搬送型の書き込み装置を想定したものである。また、面状のボード型であるために、連続的な表示媒体の書き込みには向いていない。
【０００７】
一方、表示媒体を挟む一対の基板の片方は電極のない絶縁物とし、その外側の表面にイオン照射手段によりイオン流を照射するなどして電荷を与え、それにより電界を印加する方式が知られている（例えば、特開平4-86784号公報：特開平6-202168号公報）。この方式は、イオン照射手段を高密度に２次元配列することが困難であるために書き込みにはメカニカルな走査が必要となることは、上記電極アレイを用いた方式と同じであるが、イオンで書き込むために、実質的な電圧印加時間を長くすることができ、しきい値が急峻でない場合には、その印加電圧を低減して電気的な駆動回路の負担を低減することができ、また高速書き込みも可能である。しかしながら、イオンをフローして書き込む解像度、形状、さらにはその電荷消失による電圧印加時間の制御は難しく、解像度や階調性を向上することが難しいが、実用レベルではある。
【０００８】
また、このような電圧の反転により可逆の表示を行う書き込み装置の場合には、電界強度分布がその表示に大きく影響することから、実際にはアレイの露出電極形状とは異なる形状に表示されることになる。従来例である特開平３−１８８４８９公報においても、その影響を減少するために、導電板からなる電極を用いることにより、アレイを走査して書き込んだ後に影響する電界強度の方向を偏向することにより、電界強度を表示媒体に対して垂直となるようにしているが、構造が複雑となりヘッドおよび周辺部材の製造が難しくなる。さらには、再書き込みする場合には、前に書き込んだ画像の影響を受けやすく、表示媒体本来の画像の解像度を満たしたままでは良好な黒光学濃度または白反射率が得られないか、逆に表示媒体本来の画像の黒光学濃度または白反射率を満たしたままでは、良好な解像度が得られなかったことにある。
【０００９】
この問題に対しては、リコー先願（特願平１１ー１１３０７１）の、リコーにおいては、未公開前の前願として、上記と類似の課題を解決するために、新規な表示媒体に対する書き込み装置（発明名称は表示装置：発明筆頭者：加藤）として、以下の発明がある。これは、簡単に説明すれば、書き込みヘッドとは別に、消去ヘッドを設けることにより、上記の表示媒体に高精細、高コントラストの画像を形成できるようにしたものである。これにより、画像の黒光学濃度または白反射率を満たしたままでは、良好な解像度を得ることができるが、この改良された画像品質とのトレードオフ分以上の書き込み速度の改善をするには至らない。
【００１０】
これらの方法においてはいずれもが、解像度、画像濃度、高階調性等の画像品質を良好にした上で信頼性のある高速書き込みを実現するには、まだ不十分な点も多く、また構成が複雑になりやすく信頼性も低く、高価である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記問題に鑑みてなされたものであり、薄く曲げられる紙のように使用可能で、かつ画像情報を可逆的に書換え可能な表示媒体に対して、画像情報を可逆的に書き換える場合に、高解像度、高コントラスト、高階調性、高信頼性の画像情報を簡単に高速に書き込む装置を提供することにある。さらに詳細には、以下が本発明の課題となる。
【００１２】
本発明の課題は、該表示媒体の簡易で高速な書き込み装置を提供することである。
【００１３】
また本発明の課題は、該表示媒体の簡易な高解像度の書き込み装置を提供することである。
【００１４】
また本発明の課題は、該表示媒体の高信頼性の書き込み装置を提供することである。
【００１５】
また本発明の課題は、該表示媒体を書き換える場合の高解像度、高速の書き込み装置を提供することである。
【００１６】
また本発明の課題は、該表示媒体の簡易で、省スペース性に富んだ書き込み装置を提供することである。
【００１７】
また本発明の課題は、該表示媒体の高解像度でコントラストに優れる書き込み装置を提供することである。
【００１９】
本発明は、電圧または電流を作用させることにより視認状態が変化することが可能な表示箇所を有する面状部分を有する表示媒体に画像情報に従い画像を表示可能な書き込み装置において、表面に電荷を保持可能な電荷保持体Iを有し、該電荷保持体Ｉが電荷発生層とその上の電荷輸送層を設けている感光材料からなる部分を有し、該電荷保持体Iの感光体の表面に画像情報に従って光書き込みにより電荷保持させる手段を有し、該電荷保持体Iと接触または近接させた該電荷保持体Iとは別となる該電荷保持体Iから電荷が転写される電荷保持体IIを有し、該電荷保持体IIは抵抗の小さい部材の表面にそれより抵抗の大きい部材を有し、該電荷保持体Iと該電荷保持体IIとの電位差を制御する手段を有し、該電荷保持体IIと該表示媒体とを接触または近接させる手段を有し、該電荷保持体I上の電荷に従い電圧または電流を該表示媒体に作用させる手段を有することを特徴とする。
【００２６】
以下本発明の書き込み装置について詳細に説明する。
本発明の書き込み装置は、電流または電圧を作用させることにより視認状態が変化することが可能な表示箇所を有する面状部分を有する表示媒体に対する書き込み装置に関するものである。特定の表示箇所を含む表示媒体に対して、少なくとも一方の側に電荷を保持した電荷保持体を接触または近接させることにより該表示媒体の表示箇所に電圧または電流を作用させ、該表示箇所に電圧または電流を従来より長い時間作用させることができるので、表示媒体の搬送速度を大きくすることができ、高コントラストの画像を高速に表示媒体に書き込むことができる。
【００２７】
（従来の実施形態）
平面上に任意の画像を表示可能な表示媒体は、その解像度に相当した大きさまたはそれ以下の大きさの表示画素から構成され、任意の表示画素の視認状態を変化させることにより、任意の画像を表示することができる。この表示画素は、表示媒体を垂直方向から見た場合には上記表示個所とほぼ同義である。表示画素の実質的な表示部分を表示個所としている。この表示画素は、対向する走査線と信号線との間に電圧を駆動回路を用いて印加する場合には、一般的には垂直座標上で示される座標に対応して配置されており、フルカラー表示であれば構成基準色のＲＧＢの３画素が、そのＯＡ用であれば水平方向、その用途がテレビジョン用であれば多角形形状といった配列でさらに細かく構成される。
【００２８】
これとは別に、紙のように使用する表示媒体に、これとは別の書き込み装置を用いて画像情報を表示させる場合には、表示媒体と書き込み装置との機械的な絶対位置の位置合わせは解像度以下の精度で要求されるため非常に難しく、位置検出をして書き込み絶対位置を変化したり、相対位置を重視して書き込むことで対応している。しかしながら、位置検出をしたとしても、表示画素と書き込み電極とが解像度の１／２程度のズレがある場合には、書き込み電極が異なる符号の２つの画素にまたがり、その解像度を劣化せざるを得ない。これは、表示媒体の全面が均一な表示面を持つ場合には、例えば書き込みアレイ電極のひとつの大きさを、想定した解像度に相当する大きさの１／２の大きさとすることで対応できる計算となる。
【００２９】
このような構造では、所定の解像度で表示媒体に電圧または電流を作用させて画像を書き込むことができるという点では利用価値が高いが、以上のようなことから書き込み速度が小さくなりやすい。電極アレイの大きさは、解像度からくる画素ドットの大きさに対して約１／２〜１倍の大きさとなり、電極アレイを固体走査ヘッドとして用いた書き込みまたはラスタ操作ヘッドとして用いた書き込みのどちらであっても、表示媒体搬送型の書き込み装置を構成した場合には、書き込み速度は画素ドットの大きさからくる（１ドット長さ）／（１ドット電圧印加時間）で示されるので、このため通常の解像度では、１ドットの電圧印加時間を小さくすることが効果的である。
【００３０】
これは、前述の特開平３−１８８４８９公報に記載されるように１ドット電圧印加時間が３ｍ秒かかると、Ａ４データを４００ｄｐｉの密度で書き込むと１０秒以上は要すると計算されることからも解る。この電圧印加時間を小さくするには、電圧を大きくするのが直接的ではあるが、１００Ｖ以上でスイッチングする駆動ＩＣや、周辺の絶縁材料の選定、構造も難しくなり高価になってしまう。また、電界が電極アレイへの配線部分からもれやすく、画像の解像度が低下してしまう可能性もある。
【００３１】
より具体的に従来の実施の形態の一つを、図６、７に基づいて以下に説明する。
図６は従来の表示書き込み装置の一例を示しており、図７は、この書き込み装置で書き込む表示媒体の一例を示している。この表示媒体は、本発明の書き込み装置で書き込みことができる表示媒体であり、紙のように扱える電圧で画像情報を書き換え可能な表示媒体の一例である。
【００３２】
図６において、１１は電極アレイで、基板１２にスクリーン印刷等で形成された電極棒１３と一体的に搭載されたスイッチング回路１４からなり、これらが紙面と垂直方向に多数並べられてアレイ化している。１５は電源回路で、画像信号に応じた電圧パルスをスイッチング回路１４を経て、電極棒１３に供給する。１６は送り機構で、この場合は表示媒体を移動させることにより、全面に視認できる情報を表示させることができる。この代わりに表示媒体を固定して、電極アレイを移動させるような機構を用いてもよい。１１、１５および１６は図示しないハウジング内に納められ、書き込み装置として機能する。
【００３３】
図７において、１はガラス、プラスチック等からなる基板で、視認側に用いる場合には透明な材質が選ばれる。２は金属、ITO、SnO₂、ZnO：Al等の導電体薄膜からなる共通電極で、スパッタリング法、真空蒸着法、CVD法、塗布法等で形成される。基板１を視認側に用いる場合には共通電極２として、ITO、SnO₂、ZnO：Al等の透明な材質が選ばれる。３はマイクロカプセルで、分散液４を内包している。５はアクリル系、ウレタン系、エポキシ系、エステル系等の樹脂からなるバインダ材である。分散液４はベンゼン、トルエン、キシレン、ナフテン系炭化水素等の芳香族炭化水素類、ヘキサン、シクロヘキサン、ケロシン、パラフィン系炭化水素等の脂肪族炭化水素類、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、トリクロロフルオロエチレン、臭化エチル等のハロゲン化炭（化水）素類等の抵抗率の高い有機溶媒中にアントラキノン類やアゾ化合物類等の油溶性染料あるいはカーボンブラック、酸化鉄、有機顔料等の着色微粒子を0.01〜20wt.%程度含有させたものからなる分散媒に、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛等の無機顔料や、ダイアリーライドイエロー、フタロシアニンブルー等の有機顔料からなる泳動粒子を分散させたものが用いられる。泳動粒子は分散媒と比重を合わせるため、あるいは凝集を防いで分散性を高めるために表面に他の物質を被覆したり、他の物質と複合化してもよい。粒径としては0.01〜10μm程度が好ましい。また、泳動粒子の表面電荷量を制御したり、分散性を高める目的で、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ポリエチレングリコール、チタンカップリング剤等を添加してもよい。マイクロカプセル３の壁材としては、尿素樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、ゼラチン等が使用できる。マイクロカプセルは界面重合法、In-Situ重合法、コアセルベーション法等で形成される。カプセル径は1〜1000μm、好ましくは5〜200μmとされる。上記のような方法で形成されるマイクロカプセルは一般に水分を含むスラリー状となる。これを乾燥させて粉末状にすることも可能であるが、バインダ材５として、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、尿素-ホルマリン系、メラミン-ホルマリン系、イソブチレン-無水マレイン酸系等の水溶性の高分子（またはプレポリマー）材料を使用する場合には、バインダ材の水溶液にマイクロカプセルのスラリーを混合して塗布液を作製すればよい。これをブレードコート、スクリーン印刷、ロールコート等の手法で共通電極２の上に塗布し、乾燥させればマイクロカプセルとバインダ材がひとつの層をなして、共通電極２の上に強固に固定される。６はオーバーコート層で、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系、エステル系樹脂やポリビニルアルコール、ポリイミド等の有機物質あるいはSiO₂やDLC（Diamond Like Carbon）等の無機物質からなる。これらはブレードコート、スクリーン印刷、ロールコート等の塗布法あるいはスパッタリング法、CVD法等の気相法で作製することができる。この層の厚さは1〜50μm程度が好適である。
【００３４】
これ以外にも、前述の特開平4-86784号公報、特開平6-202168号公報にあるイオン流を照射するなどして電荷を与え、それにより電界を印加する書き込み方式は、イオンで書き込むために、実質的な電圧印加時間を長くすることができ、しきい値が急峻でない場合には、その印加電圧を低減して電気的な駆動回路の負担を低減することができ、また高速書き込みも可能である。しかしながら、イオンをフローして書き込む解像度、形状、さらにはその電荷消失による電圧印加時間の制御は難しく、解像度や階調性を向上することが難しいが、実用レベルではある。
【００３５】
従来の実施の形態の一つを、図８に基づいて以下に説明する。（図８は、図７の表示媒体と組み合わせた前述のリコー先願の実施例でもある。）
図８は本発明の表示媒体と類似した原理による従来の表示装置の一例を示している。１０は表示媒体で例えば図７に示す構造のものが使用される。２１はイオン銃アレイで、コロナワイヤ２２、放電フレーム２３、制御電極２４ａ,２４ｂからなり、これらが紙面と垂直方向に多数並べられてアレイ化している。２６はコロナイオン発生用高圧電源、２７はイオン流制御用電源である。２８は送り機構で、この場合は表示媒体を移動させることにより、全面に視認できる情報を表示させることができる。この代わりに表示媒体を固定して、イオン銃アレイを移動させるような機構を用いてもよい。以下に表示動作の一例を説明する。まず、表示媒体中の泳動粒子の表面電荷と逆の極性の電圧（例えば負電圧）をコロナワイヤ２２に印加して、表示媒体の表面に負電荷を供給する。するとこの電荷と共通電極２との間に形成される電界によって、泳動粒子が表面に移動し、泳動粒子の色が観測される。次に正電圧をコロナワイヤ２２に印加して、画像信号に応じて制御電極２４aに印加する電圧の極性および大きさを変える。すなわち、正電圧を印加した場合にはイオン流がアパーチャー２５を通過して、表示媒体の表面に正電荷が供給されるため、泳動粒子は共通電極側に移動し、表面からは分散媒の色が観測される。負電圧を印加した場合にはイオン流がアパーチャー２５を通過できないため、表示媒体の表面には電荷が供給されず、泳動粒子の移動が起こらず、表面からは泳動粒子の色が観測される。２１、２６、２７および２８は図示しないハウジング内に納められ、書き込み装置として機能する。
【００３６】
本発明の参考となる例の一つを図１に基づいて以下に説明する。
図１は表示書き込み装置と図７の表示媒体との一例を示す概要図である。
図１において、３１は電荷保持ローラであり、３２は対向電極ローラであり、３３は支え部材であり1１，1２，1３，1４，1５，1６は図６と同じ名称である。
【００３７】
３１は、導電体である金属管の表面に誘電体層を設けている構造を基本としている。この誘電体表面に、電極アレイ１１で放電させた電荷を保持させ、この電荷保持させた誘電体１０を表示媒体と接触または近接させることにより、表示媒体に電圧または電流を作用させて、表示媒体の視認性を変化させて画像を形成することを基本動作原理とする。
【００３８】
以下、単純化した実施形態を用いて説明する。電極アレイ１１は、対向電極ローラ３２に対して０Ｖまたは５００Ｖの電位をスイッチングできる画像信号に応じた電圧パルスをスイッチング回路１４を経て、電極棒１３に供給する。この−５００Ｖの電圧は、印加された電極棒１３と電荷保持ローラ３１の金属管部分との間に印加され、つまりはこの間に存在する誘電体と空気とに印加される。このとき、誘電体が高抵抗で絶縁破壊しにくい薄膜材料からなる場合には、誘電体表面と電極アレイとの微小な空間で放電を生じ、誘電体表面に約−５００Ｖの高電位の負電荷が保持され、静電潜像を形成することができる。電荷保持ローラを右回転させると同時に表示媒体を左に搬送し、かつ３３支え部材で電荷保持ローラと表示媒体との位置関係を調整することで、電荷保持ローラ下部でこの負電荷と表示媒体とを接触または近接させることができる。このとき、表示媒体の共通電極１を０Ｖの電位しておくまたは短絡しておくこことにより、表示媒体には−５００Ｖの電圧が印加されることになる。するとこの電界によって、泳動粒子が表面に移動し、泳動粒子の色が観測される。図示はしていないが、電荷保持ローラに残留した電荷の影響が大きいときには、除電ローラないしはブレード等の電荷保持体除電手段を設けると効果的である。
【００３９】
このとき、電荷保持ローラの特定の負電荷またはそれに対応した表示媒体の特定の表示箇所においては、両者の接触点または再近接点以外の状態においてもその前後で既に電界を生じさせることができるので、実際の搬送速度から考えるよりもより長い時間、実効的に電圧が印加することもできる。これらは電荷保持ローラの曲率を変化させることにより制御することができる。
【００４０】
また、支え部材を電荷保持ローラの形状に対応した剛体または弾性体を用いることにより、電荷保持ローラと表示媒体との接触または近接の位置にある関係を、上記の単なる線と円との点接触に基づく以上に長くすることができるので、さらにより長い時間、実効的に電圧が印加することもできる。電荷保持ローラの形状を、ベルト等を用いて任意に変化させることも同様である。
【００４１】
これらにより、実効的な電圧印加時間を大きくできる結果、表示媒体の搬送速度を大きくすることができるようになるので、より高速の書き込みを行うことができる。また表示媒体に電荷保持体を介して間接的に電圧を印加しているため、表示媒体と電極アレイ等の書き込み素子との空間的な距離を大きくとれ、機械設計上のレイアウトに余裕が生じ、紙詰まりを減少することができ、また紙詰まりの紙を除去する工程も簡単になる。また、電極アレイの電界の漏れを、曲率をもつ電荷保持体に対して講じればよいので、平面的な表示媒体よりもよりシールド対策が簡単になり、非画像形成部のノイズを減少し、解像度を向上することができる。
【００４２】
さらには、電極アレイの印加電圧や電気回路、ギャップ、形状等を制御することにより電荷保持体の電荷が、表示媒体と接触または近接することにより、表示媒体へ転写させることができる。これにより、この電荷によってより長い実効時間にわたって表示媒体に電圧を作用させることができるため、表示媒体の搬送速度を大きくでき、さらに高速に書き込むことができる。この効果は、印加電圧が高く、表示媒体の抵抗が大きくかつ表示媒体が薄いほど効果的である。これは、接触させることにより直接に電荷を転写することもできるが、この接触部分または前後でギャップを小さくしたことによる放電により電荷を転写することもでき、さらには接触させないでギャップを小さくするだけのみで放電により電荷を転写することもできる。また、これらの場合には、除電ローラまたはブレード等の表示媒体除電手段を設ける、その位置または作用時間の制御を加えると効果的である。さらに、電荷を表示媒体に転写することにより、表示媒体の表面の凹凸の影響を低減することができる。ただし、転写の条件を、その効率が凹凸に影響されにくい条件に設定する必要がある。
【００４３】
この表示媒体への電荷の転写は、図示はしていない電気回路により表示媒体の共通電極に電荷と反対の電圧を印加することにより増大する。表示媒体の共通電極に５００Ｖの電圧を印加すると、結果として１０００Ｖの電圧がかかり、１００ミクロン以内の表示媒体の共通電極上の厚さであれば、転写した電荷の効果が十分に発現することができ、さらに高速に書き込みことができる。この表示媒体への電荷の転写の機構としては、大気圧下の空気絶縁破壊を示したパッシェンの法則に従う放電機構と、接触または圧着による容量に応じた電荷分配機構の２つの機構のどちらかまたは複合である（共立出版：Ｒ．Ｍ．シャファード：電子写真：ｐ２８６）。いずれにしても、表示媒体や電荷保持体の誘電体層の厚さ、誘電率、抵抗値、電位差、電荷の電位、ギャップ、電気回路等によって大きく影響されるので、これらを最適に調整することが好ましい。特に、電荷保持体の誘電体層の電荷の存在しない部分と、存在する部分と表示媒体に十分なコントラスト比がでるようにする必要がある。逆に、これらを調整することにより、電荷の転写量を減少させて、この影響を小さくすることもできる。また、一定の電圧を印加する以外に、交流やパルス電圧、さらには電圧を変化させたパルス電圧を印加することにより、表示媒体の誘電率を利用した電圧印加を行うこともできる。
【００４４】
表示媒体に、共通電極を設けていなくてもよい。この場合は、支え部材３３の一部に、導体または半導体とこの電位を制御する電気回路を設けて、この電位を制御することにより、ローラ転写まはベルト転写を容易に行うことができる。また、コロナ放電を用いて転写することもできる。しかしながら、この支え部材の電位が、表示媒体のコントラストを低下させないように調整する必要がある。また、基体の厚さが厚いと強度としては大きくなってよいが、電界強度が低下するばかりか、解像度が低下しやすいので、電極間の距離または作用領域をなるべく小さくすると効果的である。
【００４５】
以下さらに各構成、各部材について詳細に述べる。
電荷保持体は、金属管と誘電体層とからなるが、この形状は、管状のローラ以外にもベルトでもよく、また棒状、板状、曲線面状、フィルム状でも構わない。また金属からなる管である必要はなく、表面に抵抗の大きい誘電体層と抵抗のそれより小さい部材を有していれば基本的には構わない。つまりは誘電体からなる管または基体の上に導電体層を設けてその上に誘電体層を設けてもよく、また金属からなる管の上に誘電体層を設けた上に導電体層を設けさらにその上に誘電体層を設けてもよい。また、導電率、誘電率、厚さ等を最適化することにより金属管部分の誘電体層を一体化または複合化した部材を用いてもよい。また、従来の導電体層と誘電体層とからなる静電記録紙を金属管に巻き付けて複合させてもよい。
【００４６】
この誘電体層は、単層である必要はなく多層構造を用いることは効果的である。例えば、上層には対摩耗性に優れかつ凹凸を制御した所定の抵抗を有しかつ下層には高抵抗によリーク電流を減少させるもの、または上層は高抵抗によりリーク電流を減少させかつ下層は弾性体用いて接触状態を良好にするもの等の誘電体層部分の機能を分割または複合して発現することができる。
【００４７】
また誘電体層の各層は単一材料である必要はなく、導電体または誘電体からなるフィラーや粒子との複合構造を有することも効果的である。主となる誘電体層より相対的に抵抗の小さい半導体粒子を分散させることにより、対摩耗性を増加させたり、抵抗率を制御すること等ができる。また、顔料を混合することにより、所望の色にすることができる。
この誘電体層における多層化、複合化は、導電体層を用いた場合の導電体層にも適用できる。
【００４８】
また金属管は、上述のように金属である必要はなく、誘電体層または誘電体そのものに電荷を保持するために誘電体表面への電荷保持手段との相対電位または電荷の移動能力を与えることが可能な構造、材料であればよいので、低抵抗の金属に限定されるわけではなく、半導体、固体電解質、低抵抗誘電体、さらには導電体層を設けた誘電体を一部または全部に用いても構わない。
【００４９】
この誘電体層としては、抵抗の大きい各種の樹脂が使用でき、例えば塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ブチラール樹脂、ニトロセルロース、ポリスチレン樹脂、シリコーン樹脂、オレフィン樹脂、フェノール樹脂、、フッ素樹脂等が挙げられる。さらに詳細には、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ドデシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸２−エチルヘキシルなどのアクリル酸エステル共重合体樹脂やメタクリル酸エステル共重合体樹脂、酢酸ビニル重合体樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、ニトロセルロース、スチレン−アクリル酸エステル共重合体樹脂、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体樹脂、テトレフルオロエチレン樹脂、ヘキサフルオロエチレン−テトレフルオロエチレン共重合体樹脂などがある。
【００５０】
また、必要に応じてクレー、デッカイト、ナクライト、カオリン、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、焼成クレー、無定形シリカ、アルミナ、焼成カオリン、硫酸バリウム、酸化チタンのような無機顔料や、該無機顔料の表面の親水性基を処理し、絶縁化した顔料、あるいは架橋ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、架橋ポリメタアクリル酸エステル樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂のようなプラスチックピグメントを所定の形状、大きさで所定量で混合することができる。
【００５１】
また導電層を設ける場合の導電層は、電子電導性顔料を導電剤として用いた導電層を用いることができる。電子電導性顔料としては、導電性無機顔料つまり無機顔料を母材とし、母材のみまたはその表面をさらには導電性物質で被覆した針状もしくは粒子状の顔料使用される。ここで針状導電性顔料は、チタン酸カリウム、酸化チタン、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、炭酸カルシウム等を母材とし、または表面がアンチモン、酸化錫等で被覆されたもの、また粒子状導電性顔料は、酸化亜鉛、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、さらには金属、半導体等を母材とし、または表面がアンチモン、酸化錫、アルミニウムで被覆されたもを用いることができる。
【００５２】
また、導電層は上記の如き電子電導性顔料と結着剤を用いて形成することができる。ここで用いられる結着剤としては、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ブチラール樹脂、ニトロセルロース、スチレンブタジエン共重合体、ポリビニールアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、ゼラチン、スターチ、カゼイン等の水溶性樹脂、水分散性樹脂、有機溶剤系樹脂を用いることができる。
【００５３】
また、導電層として導電性材料を顔料としてではなく、金属シート、金属または半導体の乾式または湿式の成膜等により形成して用いることもできる。また、異方導電性ゴム、スメクティック液晶さらにはディスコチック液晶、異方性結晶等を用いて異方性をもったものを用いることもできる。
【００５４】
誘電体層の抵抗値としては膜厚にもよるが、体積抵抗として１０Ｅ３Ωｃｍ以上が好ましい。さらに好ましくは１１Ｅ９Ωｃｍ以上が好ましく、特に１０Ｅ１２Ωｃｍ以上が好ましい。例えば、１０ミクロンの誘電体層を１０Ｅ１２Ωｃｍの誘電体で形成した場合には、１０Ｅ１５Ω／ｃｍ²であり、十分な高い抵抗の層になり、１０００Ｖの電荷による電圧が印加されたとしても、リーク電流が１０Ｅ−９Ａ／ｃｍ²＝１ｎＡ／ｃｍ²と十分に小さな値とすることができる。ただし、電荷を誘電体層に長く保持しておく場合には、誘電率と膜厚にもよるが、少なくとも体積抵抗を１０Ｅ１１Ωｃｍ以上、好ましくは、１０Ｅ１３Ωｃｍ以上が好ましい。
【００５５】
また、導電体層の抵抗値としては膜厚にもよるが、体積抵抗として１０Ｅ６Ωｃｍ以下半導体であってもよい。さらに好ましい抵抗値は１Ωｃｍ以下であり、特に好ましくは１０Ｅ−３Ωｃｍ以下の導体である。また、誘電体層の抵抗よりも小さいことが必要である。例えば、１０ミクロンの導電体層を１０Ｅ３Ωｃｍの誘電体で形成した場合には、１０Ｅ６Ω／ｃｍ²であり、静電記録紙と同様の１０Ｅ９Ω／ｃｍ²以下の表面抵抗にすることができる。もちろん。非常に高抵抗の誘電体層を用いてリーク電流が小さくして、体積抵抗として１０Ｅ３Ωｃｍ以上の材料も使用することもできる。これらは、層厚、誘電体抵抗と厚さ、印加電圧等の他の条件により最適値を決定することができる。
【００５６】
誘電体層の誘電率および膜厚は、表示媒体の誘電率および膜厚と同様に、電荷の転写を行う場合には、その転写効率に大きく影響する。電圧、ギャップ、表面状態等にも影響されるが、一般的には、より大きい電圧で転写したいときには、転写される表示媒体の表面容量が、元の電荷保持体の誘電体層の表面容量よりも小さくしておくことが好ましい。しかしながら、抵抗値が低い材料がどちらかに含有されたり、内部電荷を有する材料がとちらかに使用されている場合には、この限りではない。
【００５７】
また、支え部材としては、導体または半導体および誘電体のいずれを用いてもよいが、表示媒体に共通電極を設けない場合には、抵抗が大きくないことが要求される。しかしながら、この場合においても、抵抗が小さいと高温高湿環境においては電圧印加の効率が減少する場合があるので、１０Ｅ９／ｃｍ以下が好ましく、その他の部材の抵抗値にもよるが完全な良導体である必要はない。また、表示媒体に共通電極を表示媒体に共通電極が設けていない場合にも、電荷保持体の金属管と支え部材との間に電圧を印加することにより電界を制御することも効果的である。
【００５８】
また、弾性体を用いた場合には、ウレタン等の樹脂、ゴム又はこれらの発泡体を用いることができる。具体的には、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＲ）、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）等の一般的なゴム又はスチレンーブタジエンースチレンゴム（ＳＢＳ）或いはその水添加物（ＳＥＢＳ）等の熱可塑性ゴム及びこれらの発泡体を用いることができ、またこれらを主とした導電性弾性体を用いることもできる。また、弾性体は、ゴム素材以外にも金属、プラスチック等の巻きバネまたは板バネを利用したもの、プラスチックからなるスポンジ、導電性材料を添加した導電性スポンジ等を一部に使用して弾性体と同様の効果を持つものを使用することも効果的である。
【００５９】
また、これらの弾性率や厚さ、支持圧力は、表示媒体の材質および構造、電荷保持体の材質と構造、電荷による電圧印加方式、および搬送速度等により最適に決定することができる。
【００６０】
また支え部材に、これらに転写ローラ、ベルト転送、コロナ放電転写等の機能を有せしめる場合には、表示媒体の搬送ガイドや搬送ローラを設けたることが効果的である。
【００６１】
また、、除電ローラまたはブレードは、電荷を除去するために抵抗が大きくないことが好ましく、また電荷保持体を損傷しないために弾性体であることが好ましい。これらは、単一の材料からなる必要はなく、弾性体と導電顔料を複合したものを用いることができる。
【００６２】
また、電極アレイ以外に、イオンフローアレイを用いて電荷を電荷保持体に保持させることもできる。
【００６３】
本発明の表示箇所は、液晶、エレクトロクロミック、電気泳動、有機ＥＬ，無機ＥＬ、ＬＥＤ等の電圧または電流の作用によりその視認性を変化させうるものであればよく、また、その表示に電圧または電流を光、磁界、熱、圧力等と補助的に使用する場合に対しても同様に効果的である。
【００６４】
また、電界の消去後も表示された画像を保持できる、すなわちメモリー性を有する表示媒体が好ましく、強誘電性液晶、メモリー性高分子分散型液晶、双安定性コレステリック液晶、エレクトロクロミック素子、電気泳動素子等が挙げられるがこれらに限定されるものではなく、光、熱、磁界、圧力等を複合して用いるものでもよい。これは、メモリー性を有しない場合には、表示媒体を単独にすると同時に、消去工程を行うことになるので、その用途が限定される。このため、紙と同様に使用したいときには、表示媒体になんらかのメモリー性を保持する電源、または構造を設ける必要がある。しかしながら、メモリー性を有する場合には、上記の紙と同様に、特別な手段を設ける必要なく画像データを保持することができるので特に効果的である。
【００６５】
また、表示材料をマイクロカプセルに封入しなくても、そのまま用いたり、単体または他の材料と共に塗工したり、平板の中に挿んだり、平板と隔壁からなる空間に封入したりしてもよい。
【００６６】
さらには、これらの書き込みは１回に限定されるものではなく、複数回行うことにより、より解像度やコントラストを向上することができる。
【００６７】
本発明の参照例の形態の一つを図２に基づいて以下に説明する。
図２は表示書き込み装置と図７の表示媒体との一例を示す概要図である。
図２において、３４はレーザダイオードとその駆動電気回路とコリメートレンズとポリゴンミラーからなる光書き込み手段であり、３５はＦシータレンズであり、３６は偏向ミラーであり、３７はレーザ光であり、４１は感光体であり、３９は高圧電源であり、４０はコロナ放電手段であり、３８は除電ランプであり、３３は支え部材である。
【００６８】
４１は、導電体である金属管の表面に色素を含む電荷発生層とその上の電荷輸送層を設けている構造を基本としている。４０コロナ帯電器で感光体の表面に負電荷を一様に帯電させた後、レーザ光で画像情報に光を書き込んで形成した画像情報に従って電荷保持させ、この電荷保持させた感光体を表示媒体10と接触または近接させることにより、表示媒体に電圧または電流を作用させて、表示媒体の視認性を変化させて画像を形成することを基本動作原理とする。
【００６９】
以下、単純化した実施形態を用いて説明する。コロナ帯電器に３９の高圧電源で高圧を印加した上で、図示はしていないグリッドに約−８００Ｖの電圧を印加することにより、空気放電を行い感光体の表面に約８００Ｖの負電荷を一様に帯電させる。この後、レーザ光で画像情報に光を書き込むことにより、電荷発生層に電荷を発生させ、これを上層の電荷輸送層を移動させて光書き込みした部分の表面の電荷を消失または減少させことができる。感光体のホール移動度は弱電界では小さくなるので、完全消失は難しいが、−１００Ｖには容易にできる。また、レーザ光を当てない場合には若干の減衰はあるものの簡略化のため−８００Ｖのままであるとする。実際には、これらの値は―５０〜−１２００Ｖ程度、また＋帯電も制御可能である。これにより、感光体の表面に７００Ｖの電位差の静電潜像を形成することができる。ここまでは、一般の電子写真方式のレーザプリンタでの静電潜像とまったく同様の機構である。電子写真方式では、この後に感光体を現像手段と作用させることにより感光体にトナーを付着せしめる。しかしながら本発明では、この感光体を右回転させると同時に表示媒体を左に搬送し、かつ３３支え部材で感光体と表示媒体との位置関係を調整することで、電荷保持ローラ下部でこの負電荷と表示媒体とを接触または近接させることができる。この感光体上の電荷と表示媒体の共通電極との間にある電位差により大きな電界を生じせしめることにより、泳動粒子が表面に移動し、泳動粒子の色が観測される。より具体的には、表示媒体の共通電極に１００Ｖの電位にしておくかまたは感光体の金属管と短絡しておくことにより、表示媒体には−７００Ｖの電圧が印加されることになる。するとこの電界によって、泳動粒子が表面に移動し、泳動粒子の色が観測される。また、表示媒体上に電荷が転写される場合には、この後、感光体は除電ランプにより残留の電荷を除去しすると効果的である。
【００７０】
このとき、画像情報をレーザ光による光書き込みを行っているので、高電圧にも関わらず、非常に高い解像度で高速に画像情報を書き込むことができる。光書き込みによる静電潜像の形成に関してだけ考えれば、４００ｄｐｉ以上で３０ｐｐｍ以上は安価にかつ簡単に実現でき、さらには１２００ｄｐｉ以上までも低コストで精度良く書き込むことができる。また、レーザ光のパワーやタイミング等を制御することにより、ドットサイズや位置を可変として高解像度化することも可能である。さらには、高電圧をコロナ放電器で行っているので、高耐圧の駆動用スイッチング素子を必要としないので、非常にコストが低減できると同時に、信頼性を高めることができる。また、レーザ光が細い上、電極アレイのように電界の漏れによる影響を考える必要がないので、潜像を形成する感光体部分の周辺に、感光体周辺に他の部材を配置して、感光体周辺としての小型化配置設計に寄与することができる。また、電子写真方式におけるトナーのようなを粉体を使用しないので、装置内が汚れることはなく、感光体への光書き込み光学系が汚れてしまうことはなく、信頼性を向上することができる。表示媒体に電荷を転写する場合には、感光体と表示媒体の材料、および転写構造を制御することにより、表示媒体に転写した電荷による電位を制御でき、例えば、１００Ｖ程度の、最初の感光体の電圧よりも小さい電圧で表示媒体に電圧を印加でき、表示媒体の高電圧による異常動作、破壊を低減することもできる。
【００７１】
また、感光体への帯電は、コロナ帯電器以外にも、ローラ帯電、ブラシ帯電、ブレード帯電、磁気ブラシ帯電等で行うことができる。また、感光体への書き込みは、レーザ走査系以外に、ＬＥＤアレイ、LDアレイ、ＬＣＤアレイ、ＰＬＺＴアレイ等の固体走査系光書き込み手段を用いてもよいし、ＬＣＤによる面書き込みを行っても良い。また、感光体は、２層構造に限定されるのもではなく、単層でも、３層以上でも構わない。表示媒体との対摩耗性を向上するために、通常の電子写真方式感光体と同様のフィラーや粒子の分散やオーバコート層等の構造をとることも効果的である。
【００７２】
また、支え部材に印加する電位は、支え板または、感光体の金属管、および共通電極に印加する電圧等を図示はしていない電気回路により、
さらには感光体と支え板の形状および搬送方法等を制御することにより、表示媒体に対する実効的な印加電圧、実効的な印加時間を制御することができる。これは、前記の電荷保持体の場合とほぼ同様である。
【００７３】
本発明の実施の形態の一つを図３に基づいて以下に説明する。
図３は本発明の表示書き込み装置と図７の表示媒体との一例を示す概要図である。
図３において、４２は電荷保持ローラであり、４３は対向電極ローラであり、３４はレーザダイオードとその駆動電気回路とコリメートレンズとポリゴンミラーからなる光書き込み手段であり、３５はＦシータレンズであり、３６は偏向ミラーであり、３７はレーザ光であり、４１は感光体であり、３９は高圧電源であり、４０はコロナ放電手段であり、３８は除電ランプでり、３３は支え部材である。
【００７４】
４１は、導電体である金属管の表面に色素を含む電荷発生層とその上の電荷輸送層を設けている構造を基本としている。また、４２の電荷保持体は、導電体である金属管の表面に誘電体層を設けている構造を基本としている。４０コロナ帯電器で感光体の表面に負電荷を一様に帯電させた後、レーザ光で画像情報に光を書き込んで形成した画像情報に従って電荷保持させ、この電荷保持させた感光体を４１の電荷保持体の誘電体と接触または近接させることにより、電荷保持体に電荷を転写し、さらこの電荷保持させた誘電体を表示媒体と接触または近接させることにより、表示媒体に電圧または電流を作用させて、表示媒体の視認性を変化させて画像を形成することを基本動作原理とする。
【００７５】
以下、単純化した実施形態を用いて説明する。コロナ帯電器に３９の高圧電源で高圧を印加した上で、図示はしていないグリッドに約−８００Ｖの電圧を印加することにより、空気放電を行い感光体の表面に約−８００Ｖの負電荷を一様に帯電させる。この後、レーザ光で画像情報に光を書き込むことにより、電荷発生層に電荷を発生させ、これを上層の電荷輸送層を移動させて光書き込みした部分の表面の電荷を消失または減少させることができる。感光体のホール移動度は弱電界では小さくなるので、完全消失は難しいが、−１００Ｖには容易にできる。また、レーザ光を当てない場合には若干の減衰はあるものの簡略化のため−８００Ｖのままであるとする。これにより、感光体の表面に７００Ｖの電位差の静電潜像を形成することができる。ここまでは、上記と同様であり、また一般の電子写真方式のレーザプリンタでの静電潜像とまったく同様の機構である。しかしながら本発明では、この感光体を右回転させると同時に、これと同期させて対向電極ローラに１００Ｖ電位にしておくかまたは感光体の金属管と短絡しながら、電荷保持体４２を感光体と接触または近接させながら左回転させることにより、感光体の約−８００Ｖの負電荷が約−７００Ｖまたはそれ以下で電荷保持体に転写される。さらに、電荷保持ローラを左回転させながら表示媒体を右に搬送し、かつ３３支え部材で電荷保持ローラと表示媒体との位置関係を調整することで、電荷保持ローラ下部でこの負電荷と表示媒体とを接触または近接させることができる。このとき、表示媒体の共通電極１を０Ｖの電位しておくまたは短絡しておくことにより、表示媒体には約−７００Ｖ以下の電圧が印加されることになる。するとこの電界によって、泳動粒子が表面に移動し、泳動粒子の色が観測される。図示はしていないが、電荷保持ローラに残留した電荷の影響が大きいときには、除電ローラないしはブレード等の電荷保持体除電手段を設けると効果的である。
【００７６】
このとき、実際の電荷保持体の電荷の電位は、感光体から電荷保持体への電荷の転写率に影響されるため、感光体の電荷の電位、感光体の金属管の電位、感光体の電荷発生層および電荷輸送層の厚さおよび抵抗および誘電率、電荷保持体の金属管の電位、電荷保持体の誘電体層の厚さおよび抵抗および誘電率、さらにギャップ、接触状態、表面粗さ、形状、電気回路、温湿度等に大きく左右される。基本的には、前述のパッシェンの法則に従う放電機構と、接触または圧着による容量に応じた電荷分配機構の２つの機構のどちらかまたは複合であるため、これらの機構に従って最適に設定することができる。しかしながら、この転写率は、理想的な高抵抗誘電体どうしでは理論的には高いものの、感光体上の電荷に対して９５％以上にすることは難しい。さらには容量比の分だけ電圧が低下する。しかしながら電圧で１０％以上は簡単に実現でき、最大では実用的な２０％以上も可能である。この場合においは、約１６０Ｖの電位になるものの、電荷が長時間電圧を与えるために十分な書き込み電圧を実現できる。さらに、感光体の場合には内部電荷が関与して単純な誘電体の場合と異なる大きな電位で転写することも可能である。
【００７７】
このとき、電荷輸送層またはそのオーバコート層を上層にもつシリコン系以外は感光体は摩耗性が弱く、これよりは、誘電体を上層にもつ電荷保持体の誘電体層の方が、耐久性に優れるため、高い信頼性で表示媒体に書き込むことができるようになる。また、室内光の入射を気にせずに表示媒体の搬送機構を設けることができるようになる。
【００７８】
また、電荷保持体の誘電体層と金属管は、前記と同様に、誘電体層と導電体層とから形成してもよい。この場合、誘電層の誘電率が小さい方が、コンデンサ容量が小さくなるため転写した電荷による電位差が大きくなるため、小さくする方が好ましい。
【００７９】
また、感光体は負帯電の感光体以外でも用いることができる。負帯電感光体での露光の部分に順方向にバイアス電圧印加する方法以外に、同じ電荷を転写する場合に、正帯電感光体の未露光部分を用いて、逆方向に電圧を印加する方法でも実現することができるので、電荷保持体および表示媒体の特性に合わせることができる。もちろん、単純に順方向の電圧印加で、逆の電荷を転写することもできる。
【００８０】
他の参照形態の一つを図４に基づいて以下に説明する。
図４は他の表示書き込み装置と図７の表示媒体との一例を示す概要図である。
図４において、４４は送り機構であり、３４はレーザダイオードとその駆動電気回路とコリメートレンズとポリゴンミラーからなる光書き込み手段であり、３５はＦシータレンズであり、３６は偏向ミラーであり、３７はレーザ光であり、４１は感光体であり、３９は高圧電源であり、４０はコロナ放電手段であり、３８は除電ランプでり、３３は支え部材であり、１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６は図６と同じ名称である。４４の送り機構は、表示媒体を移動させるためにであり、１６とほぼ同様の機構であり省略することもできる。
【００８１】
表示媒体の同一の表示箇所に対して、４１の感光体からなる電荷保持体とは別となる手段を設けて、これにより時間的、空間的なタイミングをおいて、電圧の印加を２度行うことを基本原理とする。
【００８２】
以下、単純化した実施形態を用いて説明する。まず、電極アレイ１１は、画像信号に応じて表示媒体の共通電極に対して＋５００Ｖの電位をスイッチングできる電圧パルス・スイッチング回路１４を経て、電極棒１３に供給する。表示媒体には＋５００Ｖの電圧が印加されることになる。するとこの電界によって、泳動粒子が下面に移動し、染料の色が観察される。このとき、表示媒体が既に一度任意の画像を形成されたものであっても、この電圧印加により表面にあった泳動粒子も下面に移動することになる。次に、感光体の潜像を用いて、この５００Ｖをあらかじめ印加した表示箇所に２度目の電圧を印加する。これは、以下の方法による。コロナ帯電器で感光体の表面に約８００Ｖの負電荷を一様に帯電させる。この後、レーザ光で画像情報に光を書き込むことにより、電荷発生層に電荷を発生させ、これを上層の電荷輸送層を移動させて光書き込みした部分の表面の電荷を消失または減少させる。感光体のホール移動度は弱電界では小さくなるので、完全消失は難しいが、−１００Ｖには容易にできる。また、レーザ光を当てない場合には若干の減衰はあるものの簡略化のため−８００Ｖのままであるとする。これにより、感光体の表面に７００Ｖの電位差の静電潜像を形成することができる。この感光体を右回転させると同時に表示媒体を左に搬送し、かつ３３支え部材で感光体と表示媒体との位置関係を調整することで、感光体下部でこの負電荷と表示媒体とを接触または近接させることができる。表示媒体の共通電極に対して０Ｖの電位または感光体の金属管と短絡させることにより、この感光体上の電荷と表媒体の共通電極との間にある電位差により大きな電界を生じせしめることにより、泳動粒子が表面に移動し、泳動粒子の色が観測される。
【００８３】
このとき、電極アレイであらかじめ書き込まれた画像が初期化されて黒地表示のきれいな状態となり、その上で新たに電荷保持体で新たな書き換えを用意することができるので、高解像度のまま高コントラスト、高階調性の画像を表示媒体に書き込むことができる。また、異なるしきい値をもつ泳動粒子を用いることにより２色書き込みをすることもできる。また、この場合、電極アレイの書き込み速度は、電圧を大きくするか、解像度を低下させた上で電極形状を長くすることによって実効的な書き込み時間を大きくすることより、電荷保持体による書き込みと同じ搬送速度で書き込むことができるようになる。また、電荷保持体だけによる電圧印加は、ドット単位での選択的な短いパルス印加は困難であるが、電極アレイは電気回路を別途設けることにより簡単に可能であるので、書き込み画像に応じて、これらを使いわけることもできる。
【００８４】
また、電荷保持体による電圧印加と電極アレイ直接による電圧印加のどちらを最初に書き込む電極として用いても構わない。最初にベタ画像を均一にきれいに書き込むために電荷保持体を用いた場合には、電荷が表示媒体表面に保持されるので、電圧を印加する実効的な時間を長くすることができ、かつ複雑な制御がいらない点では非常に効果的である。また、２回目に電荷保持体で書き込む場合には、これもまた電荷が電荷が表示媒体表面に保持されるので、書き込み速度を大きくすることが可能である。この場合には、最初に書き込む電極の長さを長くしたり電圧を大きくしたり、またはローラ構造と組み合わせることにより、２つの書き込みヘッドとも高速の書き込みに調整することが効果的である。
【００８５】
さらには、電極アレイ以外にも、単純なコロナ放電のみや、ローラ帯電、ブラシ帯電等を用いても電荷を長時間保持しながら電圧を印加することができるので同様に効果的である。さらには、前記電荷保持体とは別の電荷保持体を設けても良い。また、ローラまたはベルト上の導電体電極により電圧を一様に印加することも効果的である。
【００８６】
また、この上記実施形態の２種類の書き込み手段は、書き込みの電圧の符合のみを変化させているが、２つの電極アレイにおいて、これと対応した電流の方向以外にも、電圧または電流の印加電圧の大きさ、印加時間、波形等を変化させることも効果的である。
【００８７】
他の参照形態の一つを図５に基づいて以下に説明する。
図５は表示書き込み装置と図７の表示媒体との一例を示す概要図である。
図５において、４６は支え部材兼転写部材であり、４７はクリーニングブレードであり、４８，４９は定着ローラであり、４５は現像器であり、３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９，４０，４１は図２と同じ名称である。
【００８８】
表示媒体１０は、前記の場合と全く同様の構成、動作により、泳動粒子が表面に移動し、泳動粒子の色が観測される。この動作のうちの静電潜像形成の動作の途中までは一般の電子写真方式のレーザプリンタでの静電潜像とまったく同様の機構であり、この構成部材には、電子写真方式に必要な構成と同じものがあるので、これらの部材の少なくとも一部を共用して、ユーザの選択により電子写真方式による普通紙もしくは専用紙へのトナーの付着による画像の書き込みを行えることを基本動作原理とする。
【００８９】
以下、単純化した実施形態を用いて説明する。表示媒体１０に、画像を書き込む動作は、請求項２とほとんど同様にして可能である。ただし、このときに、４５の現像器の作用を停止するか感光体から離すことと、定着ローラの温度を表示媒体に影響しない温度以下にするか搬送系から離すことと、４６の支え部材兼転写部材に印加する電圧を印加しないまたは表示媒体に印加する電圧が最適になるように印加する必要がある。
【００９０】
一方、電子写真方式で、普通紙または該表示媒体のような専用紙にトナーを付着して書き込む場合には、以下のように行う。感光体にコロナ帯電器で帯電して、レーザ光で露光して潜像を形成するまでは、表示媒体に電圧を印加する場合と同じであるが、この後に４５の現像器でトナーを露光部または未露光部に付着せしめる。例えば、露光部で−１００Ｖ以下で未露光部が−８００Ｖの電位を有する場合に、現像器に適正な電位を与えて磁気ブラシ現像方法等の２成分現像を用いて容易にネガポジまたはポジポジ現像をしてトナーを感光体に付着せしめることができる。これは、一成分現像を用いても同様に可能である。この後、転写紙となる普通紙または専用紙を挟んだ４６の一部である転写ローラにトナーの電荷とは反対の高電位を印加することにより普通紙または専用紙にトナーを転写できる。ことのき、転写ローラの抵抗は１０Ｅ８〜１０Ｅ９Ωｃｍであることが好ましい。また、ベルト転写、コロナ放電を利用しても同様に転写可能である。この後、トナーは４８，４９の１５０〜２００度の範囲にある定着ローラにより加熱定着されて、排紙され画像形成が完了する。また、転写されずに感光体に残ったトナーは、クリーニングブレード４７により掻き取られて、さらに感光体は除電ランプ４０により除電される。
【００９１】
このとき、該電荷保持体である感光体が、電子写真方式書き込み装置における感光体と共用しているので、電子写真方式の書き込み装置と簡単に書き込み装置を共用できるため、省スペースで安価で多機能な書き込み装置を提供することができる。
【００９２】
また、感光体以外にも電子写真方式の転写体である転写ローラまたはベルトが高抵抗の誘電率からなる材料を表面に有しているで、これと電荷保持体とを共用することもできる。ただし、この場合には、この転写体に一度電荷を与える機構が必要であり、これは感光体でも実現できるが、別途に電極アレイ、帯電ローラ等を設けることもできる。
【００９３】
以下、具体的な例を挙げる。
（参照例１）
可逆的に書き換え可能な表示媒体は以下のように作製した。
分散媒としてテトラクロロエチレンに0.5wt.%の青色染料（マクロレックスブルーRR：バイエル社）を溶解したものを用い、泳動粒子として、表面をAlで処理した平均粒径0.21μmの二酸化チタン（CR60：石原産業（株））を用いた。この粒子とオレイン酸を分散媒に各々15wt.%と0.6wt.%混合して、分散液４とした。この分散液を内包するマイクロカプセルを以下のように作製した。ゼラチン水溶液とアラビアゴム水溶液を混合して、50℃に昇温し水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを９に調整する。この中に分散液４を加え、攪拌して乳化する。さらにpHを４まで徐々に下げて分散液界面にゼラチン/アラビアゴムの濃厚液を析出させた後、温度を下げて皮膜をゲル化し、グルタールアルデヒド水溶液を加えて硬化した。このようにしてゼラチンを壁材とするマイクロカプセルのスラリーを得た。カプセル径は平均40μmとなるように乳化条件を制御し、さらに分級した。基板１として12μｍ厚のPETを用い、ITO薄膜をスパッタリング法により形成して共通電極２とした。この上に、ポリビニルアルコール10%水溶液に等重量の上記マイクロカプセルスラリーを加えたものをブレードコーターで塗布し、乾燥することによりマイクロカプセルとポリビニルアルコールがひとつの層をなして、共通電極２に固定された。さらに、約１００００Ｃｐの低粘度速乾性２液性エポキシ樹脂（セメダイン工業：１５９０）をブレードコーターで塗布してオーバコート層を形成して表面を平滑化した。ことのき、エポキシ樹脂は、真空中での脱法処理により混合時の気泡を除去した。
【００９４】
この表示媒体に図１に示す電極アレイを具備する書き込み装置で、最初に電荷保持体に対して書き込みを行った。電極アレイは125μmピッチで200個の電極棒を配列したものを用いた。画像信号に応じた電圧パルスをスイッチング回路１４、２４を経て、電極棒１３、２３に供給した表示媒体表面が白表示となる電圧を静電記録紙に−５５０V、青表示となる電圧を静電記録紙に−２００Vとし、パルス幅を１０ｍｓとした。搬送速度は、線速として、１２．５ｍｍ／ｓｅｃとなる。実際の搬送は、１ドットごとのステップ搬送をしている。これらは、スイッチング回路の負担を低減するために、−３５０Ｖのスイッチングを、電圧を−２００Ｖ嵩上げして行った。また、表示媒体は、あらかじめ弾性を有する導電性ローラ電極を用いて、２００Ｖを印加することにより、１ｍｍ／ｓの搬送速度で青ベタ表示をさせて初期化を行ったものを用いた。
【００９５】
電荷保持体は、静電記録紙（王子製紙：ＩＦＤ−７−１）を直径５０ｍｍから直径５ｍｍの２つのローラに巻いて使用した。表示媒体と静電記録紙を、表示媒体の共通電極にＶｃ＝２５０Ｖ（電圧差３００Ｖ）の電位を印加しながら、互いに線速１２．５ｍｍ／ｓｅｃで密着させた。このＶｃは、他の電圧でも行った。その際に、静電記録紙は直径５ｍｍのローラの部分を用いて、表示媒体にはテンションをかけて直線上に接触させながら搬送した。ただし、支え部材として、端部が１２５ミクロンの金属板と弾性体を用いて表示媒体の裏面から押しつける構造の部材を用いたので、この幅に相当する長さで静電記録紙と表示媒体が密着することになる。さらに、この部分に揮発性の非水系溶媒を主としたカプセル内容物と同程度の抵抗を有する液体を供給することにより、空気層の影響を除去した。このとき、密着部分の前後に、１２ミクロンのＰＥＴフィルムにアルミを蒸着して形成したシールド板を、密着部分が開口をもつように配置した。この開口フィルムは表示媒体と基体が接していても構わない。また、静電記録紙の直径５ｍｍのローラを直径１０、５０ｍｍと変化させた。
【００９６】
このときの白ベタ表示部の光学濃度を、光学濃度計（東京電飾DENSITOMETER TC−6MC）で測定した。初期化した青ベタ表示部の光学濃度は、９％である。また、２００ｄｐｉの白ライン間の青表示部の反射率を、光学顕微鏡による結像部分の光量を計算して、黒を０％、硫酸バリウムを１００％として計算して算出した。また、画像の解像度は、あらかじめチェックパターンＢに縦、横、斜めラインアンドスペース（Ｌ＆Ｓ）や格子や画数の多い漢字を取り入れ、リコー製白黒レーザプリンタＳＰ１０Ｍａｒｋ IIで出力した各種の画像とを目視比較して総合的に解像度を決定した（参考例１）。表１に、この測定結果を示す。
【００９７】
表１より、ロール直径５ｍｍで、開口長を５ドット分の０．６２５ｍｍとしたときの画像が、解像度と白ベタの反射率のバランスが優れていた。この結果は、後に述べる比較例１の線速が３．７５ｍｍ／ｓの場合よりも、同等以上の画像品質で、３倍も線速を大きくすることができる。密着部分に、液体を含浸させることにより、ベタのムラを改善することができた。
【００９８】
また、表１より、開口を大きくすると電界強度が作用する実効的な時間が大きくなる一方で、前後のドットの画像を書き込むための電荷保持体の電荷が隣接するドットに影響するために画像のノイズが大きくなるために、開口の長さつまりは電界を作用させる長さに最適値があることが解る。これは、ロールの直径、印加電圧、解像度等から最適に設定することにより、コントラストと解像度を確保したままで、書き込み速度を大きくすることができる。また、ロールの直径が小さい場合には、開口なしでも大きめの開口を設けた場合と同等の画像となることが解る。これは、曲率が大きいことよる。さらに、同じ開口の長さでロールの曲率が小さい場合には、隣接するドットの影響が小さくなり、解像度が良好となることが解る。ただし、開口の端部でのギャップが小さくなることから、実際には機械的な開口の制限が難しくなるため、曲率が小さいほどよいというわけではない。これまた、曲率が大きくとも、表示媒体を曲率を有する弾性体で支持することにより、その密着度を高めることにより容易に、解像度の低下を減少することができる。
【００９９】
また、表１より、共通電極の電圧を変化させることにより、画像品質が大きく変化することが解る。これは、実際の静電記録紙に凹凸があり、さらに−２００Ｖを回路で嵩上げしているために、青表示のために−２００Ｖを印加した部分の中で、接触した部分は−２００Ｖであるのに対して、接触してない部分の電位が、放電を生じる電圧ではないため、不安定な状態であるので、２００Ｖの範囲で電圧がばらついていることが考えられるが、詳細は不明である。しかしながら、共通電極の電圧を−２５０Ｖとすることにより、十分なスイチング特性を得ることができた。
【０１００】
また、表２に白表示をさせる場合（電圧差３００Ｖ）の表示媒体の特定ドットの密着位置からのズレ量と、電界強度との関係の計算値を、半径５ｍｍのローラの場合に示す。これは、表示媒体の共通電極上の厚さを、カプセル径の分布（４０＋−１０ミクロン）とオーバコート層の平均厚さ３ミクロンから５３ミクロンとして計算した。これにより、ドットで３ドット分ずれると電界強度が６割以下、さらに４ドット分ずれると電界強度が５割以下となることがわかり、これ以上のずれでの影響が非常に小さくなることが解る（表に示してはいないが、５ドット分では約３割である）。このローラの直径が大きいときには、曲率が小さくなるので電界強度の減少は低下し、また解像度が大きくなると、１ドット分のズレの絶対距離が小さくなるので、電界強度の減少が低下する。これらを考慮して、さらにはシールド板の開口を変化させることにより、最適な電界の作用距離を設計することができることが解る。
【０１０１】
（比較例１）
図６に示す電極アレイを具備する書き込み装置で、最初に電荷保持体に対して書き込みを行った。電極アレイは125μmピッチで200個の電極棒を配列したものを用いた。画像信号に応じた電圧パルスをスイッチング回路１４、２４を経て、電極棒１３、２３に供給した表示媒体表面が白表示となる電圧を静電記録紙に−３００V、青表示となる電圧を静電記録紙に０Vとし、パルス幅を１０ｍｓとした。線速として、１２．５ｍｍ／ｓｅｃとなる。また、同様にして、線速として、１．２５、３．７５ｍｍ／ｓｅｃでの書き込みを行った。ただし、電圧印加時間は、搬送速度に逆比例させた。さらに、１２．５ｍｍ／ｓｅｃの場合に、実施例１と同様に、揮発性の非水系溶媒を主としてたカプセル内容物と同程度の抵抗を有する液体を供給することにより、空気層の影響を低減した実験も行った。
【０１０２】
【表１】

【０１０３】
ただし、◎は極めて良好、○は良好、△は普通、×は悪い、という４水準での目視評価である。より具体的には、解像度に関しては、６００ｄｐｉ以上の電子写真プリンタレベルでの２００ｄｐｉ出力に相当する十分な解像度で青線の細りが１．０５倍以内であるものが◎である。○は１．０５〜１．２倍以内でに青線が細るもの、△は１．２〜１．５倍以内でに青線が細るもの、×はそれ以上に青線が細るものである。また、画像ムラに関しては、ほぼ均一で白字地に青地が認められないものが◎である。○は１０％以内で白字地に青表示部分（青から中間色）が認められるものであり、△は２５％以内で白字地に青表示部分が認められるものであり、×はそれ以上に白地に青表示部分に認められるものである。また、総合評価としては、単に４段階の目視評価であるが、実際に打ち出したテキスト文字の判別のしやすさを重視して複数の観察者により、実験の範囲内で相対的に目視評価した。ただし、書き込み速度が、遅いものはこれを考慮した。書き込み速度は、Ａ４縦換算で、最も遅い1.25ｍｍ／ｓｅｃの場合で、約４分近くにもなるが、最も早い12.5ｍｍ／ｓｅｃでは、約２３秒と２値書き込みとしては、約３ｐｐｍの実用的な値になる。また、反射率は、小数点第一位以下を四捨五入して示した。
【０１０４】
【表２】

【０１０５】
（参照例２）
参照例１において、電極アレイに、Ｖｂ＝−１０００Ｖと０Ｖとの一定の電圧または共通パルス電圧を印加した。これは駆動電圧が高いため、主走査（横方向）のスイッチングを省略するためである。このとき、表示媒体の共通電極にＶｃ＝０Ｖの電位を印加しながら、互いに線速１２．５ｍｍ／ｓｅｃで、開口を５ドット分で密着させた。このＶｂ、Ｖｃは、他の電圧でも行った。その際に、静電記録紙は直径５ｍｍのローラの部分を用いた。また、非水系溶媒を使用する場合と、使用しない場合とを実験した。後は、参照例１と同様である。ただし、解像度は横方向のＬ＆Ｓで評価した。
【０１０６】
【表３】

【０１０７】
表３から解るように、Ｖｂ＝−１０００Ｖ以上の高電圧を印加することにより、白ベタの画像ムラが大きく改善される場合があることが解る。また、Ｖｃによっておぎなってもよいことも解る。これは、表示媒体のオーバコート層や静電記録紙の微小な凹凸による空気層の存在による抵抗増大の影響が、放電を主とした電荷転写により表示媒体の表面に電荷がのることにより大きく減少していることによる。また、９００、８００Ｖでは、部分的または全体に弱い電荷の転写が生じていると考えられる。
【０１０８】
表４に、表示媒体の平均的な誘電率εｄ＝２．２、共通電極上の膜厚を５３ミクロンとしてパシェの法則に基づき計算した静電記録紙の電位と表示媒体への転写電位を示す。ただし、この静電記録体の静電容量をＥＰＡ測定器によりプローブを近接させた場合の電位と電流と時間との関係から測定した表面容量＝約７７３ｐＦ／ｃｍ²をもとに計算した。静電記録紙の比誘電率、膜厚が不明であるためＤｐ＝Ｌｐ／εｐ＝ε０＊１０Ｅ４／Ｃ＝１．１５ミクロンを計算して求めた（Ｌｐは、膜厚：εｐは、静電記録紙の誘電率：ε０は真空の誘電率：Ｃは静電記録紙の容量）。表示媒体のＤｄ＝Ｌｄ／εｄ＝５３／２．２＝２４．１ミクロンとした（Ｌｄは、表示媒体の共通電極上の膜厚：εｄは、その誘電率）。
【０１０９】
表４からわかるように、１０００Ｖ以上で放電が生じて、これが表示媒体に電荷を転写可能なことが解る。この転写放電を効率よく行うためには、膜厚を小さくして誘電率を大きくすることにより放電開始電圧を低減することと、逆に膜厚を大きくして誘電率を小さくして同じ電荷に対する電圧の転写効率を増加させることの２つの観点からこの２つを設計することができる。表示媒体の共通電極上の膜厚または共通電極を有しない表示媒体自体の膜厚としては、放電開始電圧と転写した電荷の電位を実用的な範囲内にするために、好ましくは１５０ミクロン以内、さらに好ましくは、１００ミクロン以内、特に好ましくは６０ミクロン以内であることがよい。これらは、放電開始の最低電圧として、順に約１５００Ｖ、１３００Ｖ、約９００Ｖとなる。１５００Ｖ以上は、電荷保持体への負担が大きくなる。１３００Ｖ以内であれば、電子写真方式の感光体への電荷発生手段、誘電体とほぼ同様となり使用実績も多く、信頼性が増加する。しかしながら、実際には転写した電荷による電圧の大きさも重要なので、６０ミクロン以内であれば非常に書き込みの設計がしやすくなる。
【０１１０】
【表４】

【０１１１】
さらに、表５に放電が生じないで完全密着した場合の完全なコンデンサモデルから導き出せる転写電圧の計算値を示す。これらの高効率の転写が、表示媒体の突部で局所的にわずかに生じており、これが８００Ｖや９００Ｖでも生じうる電荷転写の動作となる。しかしながら、この表示媒体の場合は、直流抵抗による電圧分配さらに電圧印加状態が、空気層のある部分とない部分とで大きくことなるため、白ベタ表示のムラがかえって増加する場合もあることになる。さらには、転写しないまでも直接に電界強度が印加されるため、この空気層の影響のため、表面の粗さを適切に設計する必要がある。粗さとしては、記録層表面のベック平滑度が２００以内が好ましく、さらには５０〜２００が好ましく、それ以下の平滑度では白ベタムラ以外に、線切れや異常放電による欠陥を生じる場合もある。又２００を越えると画像のムラの発生が大きくなる。５０以上であることにより、全面に高い電圧が印加されることを防止する効果を高めることができる。
【０１１２】
【表５】

【０１１３】
（実施例１）
参照例２における表示媒体の表面に対して、平均径２ミクロンのＳｉＯ₂粒子（ミクロパールＳＰ５）、平均径５ミクロンのＳｉＯ₂粒子（ミクロパールＳＰ５）、平均径１０ミクロンのＳｉＯ₂粒子（ミクロパールＳＰ５）、平均粒径０．２１μmの二酸化チタン（CR60：石原産業（株））を、イソプロピルアルコールまたは界面活性剤を添加したヘキサンに分散させたものをスピンコートした後に乾燥させて、これらの粒子を約１００００ヶ／ｃｍ²程度、表面に付着せしめた。この後、実施例２と同様に表示媒体に書き込みを行った。このときの線速は、１２．５ｍｍ／ｓ、ローラ径５ｍｍ、開口長５ドット、Ｖｂ＝−１０００Ｖ、Ｖｃ＝０Ｖであり、非水系溶媒は使用しない。また、参考例は、参照例２の処理のない表示媒体の場合と同一である。
【０１１４】
この結果を表６に示す。表６から解るように、表面の粒子が５ミクロン以下の場合に、画像ムラを改善していることが解る。また、表には示していないが、表面の粒子の付着率を１０、１００、１０００、１０００００ヶ／ｃｍ²の場合においても書き込みを行った。この場合には、付着量が１０ヶ／ｃｍ²では画像ムラの減少に対してわずかにしか効果がなかったが、１００、１０００、１００００、とその効果が大きくなり、ほぼ飽和した。しかしながら、１０００００ヶ／ｃｍ²は、表面の粒子による散乱が目立つようになった。特に粒径が大きい場合に著しかった。このため、１００〜１００００ヶ／ｃｍ²が好ましい。
これは、低抵抗での表示媒体と電荷保持体との接触を防ぐと同時に、表示媒体と電荷保持体との間隔をスぺーサとして均一に保つためである。
【０１１５】
【表６】

【０１１６】
(参照例３)
参照例２において、書き込み速度を変化させて測定した。このとき、電極アレイで電圧を印加するパルス電圧印加時間を変化すると同時に、搬送速度を変化させて書き込み時間を変化させた。このときの、ローラ径５ｍｍ、開口長５ドット、Ｖｂ＝−１０００Ｖ、Ｖｃ＝０Ｖであり、非水系溶媒は使用しない。また、表示媒体の除電のための導電性ブレードを、書き込み位置から5ｍｍ離した地点に設置した場合と、除電しない場合との実験も行った。比較のため、参考例２も併せて表記する。
【０１１７】
この結果を、表７に示す。参考例２も併せて、表７に示す。表７から解るように、搬送速度を大きくしても、電荷が保持されることにより書き込むために、１００ｍｍ／ｓまではほぼ同等の画質となることが解る。また、搬送速度を同じにして、電圧印加時間を小さくしても、この電荷を保持して書き込むために、はほぼ同等の画質となることが確認できる。このように、書き込み速度を大きくすることができる。また、搬送速度が、線速で２００ｍｍ／ｓで、白ベタの反射率が低下するのは、電極アレイと電荷保持体、または電荷保持体と表示媒体との接触状態が変化して、放電による電荷や、その転写率が大きく減少したためと考えられる。
【０１１８】
さらに、除電を表示媒体に行ったところ、解像度を向上させることができた。これは、表示媒体に転写された電荷が、ある程度の時間をかけて表示媒体に作用して、青部分の反射率が増加するのを低減することによると考えられる。また、繰り返し特性を比較したところ、除電をしないものは、繰り返し特性が従来の電極アレイだけの書き込みの１０Ｅ３回以上と比較して約１０Ｅ２回以下と劣化したのに対して、除電をしたものは５Ｅ１０２の繰り返し特性を示した。これは、書き込み後の余計な電荷を除去することにより、電荷表示媒体上の電荷によるリーク電流による電気化学的不可逆反応を低減したためと考えられる。
【０１１９】
【表７】

【０１２０】
（参照例４）
参照例２における電荷保持体に、静電記録紙の代わりに、リコー製カラーコピー機ＰＲＥＴＥＲ５５０の転写ベルト部材、アルミにポリビニルブチラール（ＰＶＢ）樹脂およびフッ素系樹脂をコーティングしたものを用いた実験を行った。転写ベルト部材は、表面抵抗が５Ｅ９Ω／ｃｍ²であり、体積抵抗が１Ｅ１１Ωｃｍである。ＰＶＢ樹脂は、ユニオンカーバイト社製ＸＹＨＬをＴＨＦ１０ｗｔ％溶液にして、ブレードコータでアルミシートに塗工、乾燥して膜厚１０ミクロン前後に得た。フッ素系樹脂は、セントラル硝子製ＡＶ−１００（ビニリデンフルオライドヘキサフルオロアセトン共重合体）をＴＨＦ１０ｗｔ％溶液にして、ブレードコータでアルミシートに塗工、乾燥して膜厚１０ミクロン前後に得た。膜厚を変化させて、電位差計を用いて比誘電率を求めたところ、その平均値は、ＡＶ−１００は12.8(11.4〜13.6)、ＸＹＨＬは2.7(2.6〜2.8)であった。膜厚は段位差計で測定した。これらを用いて、実施例２と同様に、線速１２．５ｍｍ／ｓ、ローラ径５ｍｍ、開口長５ドット、Ｖｂ＝−１０００Ｖ、Ｖｃ＝０Ｖであり、非水系溶媒は使用しないで書き込みを行った。この結果を、表８に示す。参考例２も併せて、表８に示す。表８に示すように、静電記録紙以外でも、電荷を転写して書き込み可能であることが確認できた。表８からわかるように膜厚の大きなものは、白ベタの反射特性を低下させている。これは、放電電位を増加したり、表示媒体へ電荷の分配を低減したりすることにより、表示媒体に転写した電荷量を低下させていると考えられる。誘電率は、表示媒体の誘電率との関係から一義的な関係がないが、これも上記理由で変化すると考えられる。
【０１２１】
【表８】

（参照例５）
リコー製白黒レーザプリンタＳＰ１０Ｍａｒｋ II（乾式一成分式）を分解、改造して、感光体への帯電電圧、光書き込み露光量、搬送速度を変化できるようにして、表示媒体への書き込みを行った。また、紙搬送部分を主にトナー転写部分とした上で、トナー現像手段の現像ローラをとりはずし、トナー転写手段の電圧は印加せずに、また定着装置の温度をかけずに、定着時の圧力も弱めた。一部の搬送ローラのローラ径を代え、バネを弱くして、表示媒体にかかる圧力を弱めて用いた。給紙、排出時の表示媒体の小さい曲率半径の搬送部分は、除去した。書き込み露光量は、装置の最大値に設定した。また、感光体の帯電電圧Ｖｏ＝−１１００Ｖを基本とし、Ｖｃ＝０Ｖとした。パルス印加電圧時間は、線速４０ｍｍ／ｓのときに３．１ｍｓとし、他の場合は線速に反比例させた。また、解像度を変化させて書き込んだ。また、書き込み速度も変化させた。Ｖｏも変化させた。表９に、実験結果を示す。ただし、解像度等は、出力の解像度で評価した。
【０１２２】
表８から解るように、６００ｄｐｉまでの画像を、表示媒体に書き込みことができた。これより、１０００Ｖクラスの駆動用ＩＣを接続した電極アレイをもちいずに、高電圧でかつ高解像度に、表示媒体に画像を書き込みことができることが解る。６００ｄｐｉでのコントラスト低下は、膜厚による電界の広がりのためと考えられる。光書き込み系の分解能としては、１２００ｄｐｉ程度までは、ＬＤを使用して容易に実現可能である。
【０１２３】
また、搬送速度も、大きくできることが解る。また、Ｖｏ＝−８００Ｖでは、白ベタの画像ムラが大きくなり、反射率も小さいことから、感光体の電荷転写による書き込みが行われていないと考えられる。
【０１２４】
【表９】

【０１２５】
（実施例２）
リコー製カラーコピー機ＰＲＥＴＥＲ５５０を分解、改造して、感光体への帯電電圧、光書き込み露光量、搬送速度、転写電圧（トナーの転写ベルト転写部分）を変化できるようにして、表示媒体への書き込みを行った。また、紙搬送部分を主にトナーの紙転写部分とした上で、トナー現像手段の現像ローラをとりはずし、トナーの紙転写手段の電圧は印加せずに、また定着装置の温度をかけずに、定着時の圧力も弱めた。一部の搬送ローラのローラ径を代え、バネを弱くして、表示媒体にかかる圧力を弱めて用いた。トナーの紙転写部分の給紙、排出時の表示媒体の小さい曲率半径の搬送部分は、除去した。書き込み露光量は、装置の最大値に設定した。また、感光体の帯電電圧は通常の−６５０Ｖよりかなり大きくしてＶｏ＝−１１００Ｖを基本とし、転写ベルトへの転写電位を０Ｖ、またＶｃ＝０Ｖとした。パルス印加電圧時間は、単色厚紙５ＣＰＭモードを基本として、線速約２４ｍｍ／ｓのときに約５ｍｓとした。解像度は、２００ｄｐｉとした。表面電位系で、転写ベルトの電位を測定したところ、約８０Ｖであった。Ｖｏを変化させた。また、転写ベルトの膜厚を、放電を容易とするために通常のものの１／５の厚さの３０ミクロンとして、表面に低μ兼ハードコートを行ったものを用いた。さらに非水系液体を利用した。表１０に、実験結果を示す。
【０１２６】
表１０から解るように、感光体と別に転写ベルトを用いた方が、安定して信頼の高い画像品質であることが解る。これは、感光体が、しなやかな紙とは異なり、比較的固い表示媒体のオーバコート層により摩擦により削れていくのに対して、転写ベルトの方が、対摩耗性に優れているためと考えられる。ただし、転写ベルトで、既に電圧が１００以下になっているので、表示媒体に対して放電で書き込む効果はないため、ベタ白の反射率が低下した値である。また、電圧が高い場合には、感光体の材料自体が劣化したと考えられる。感光体には、通常よりも高耐圧の感光体を用いることがよい。
【０１２７】
また、表に示してはいないが、正感光体を用いてバイアス電圧を印加した場合には、感光体内部の電荷により、電圧が２０〜３０Ｖ増加することが確認できており、この場合には、白ベタの反射率が１％程度増加した。
【０１２８】
（比較例３）
比較のために、実施例４の実験のうちの一つを用いて、耐久性を評価した。Ｖｏ＝−１１００Ｖと基本とし、Ｖｃ＝０Ｖとした。搬送速度が同じになるように、こちらの線速を約２４ｍｍ／ｓとした。また、感光体は比較のために、実施例７のＰＲＥＴＥＲ６５０と同様のものを用いた。これを表３に示す。また非水系液体を利用した。
【０１２９】
【表１０】

【０１３０】
（実施例３）
参照例５における書き込み装置において、給紙部分に、ローラのうちの一つを表示媒体上面に接する金属ローラとし、下面を柔らかいゴム弾性体と金属板とし、この２つで表示媒体を挟み、かつこの金属ローラに表示媒体の共通電極に対して＋５００Ｖを印加した。この金属ローラが表示媒体と接する長さを３ｍｍとした。この装置に、あらかじめ、特定の解像度評価用のチェックパターンの画像を書き込んだ表示媒体に解像度を変化させて書き込みを行った。このときの条件は線速４０ｍｍ／ｓ、Ｖｂ＝１１００Ｖであり、他は参照例５と同様である。この結果を表１１に示す。
【０１３１】
表１１から解るように、電荷保持体を用いて一度画像を書き込んだ表示媒体に書き込む場合に、あらかじめ表示媒体に一様に正電圧を印加して、画像を青色に初期化して、その後に白表示させる部分にのみに電荷を保持させて表示媒体に電圧を印加する方が、コントラストを保持したまま解像度を大きくすることができる。
【０１３２】
（比較例４）
参照例５における書き込み装置を用いて、実施例３と同じ、あらかじめ、特定の解像度評価用のチェックパターンの画像を書き込んだ表示媒体に解像度を変化させて書き込みを行った。このときの条件は線速４０ｍｍ／ｓ、Ｖｂ＝１１００Ｖであり、他は参照例５と同様である。この結果を表１１に示す。
【表１１】

【０１３３】
ただし総合解像度判定は、複数の観察者による目視評価である。チェックパターン評価としては、解像度は、あらかじめチェックパターンＢに縦、横、斜めラインアンドスペース（Ｌ＆Ｓ）や格子や画数の多い漢字を取り入れ、レーザプリンタ（リコー製ＳＰ１０Ｍａｒｋ II）で出力した各種の画像とを目視比較して総合的に解像度を決定した。
【０１３４】
（実施例４）
参照例５のリコー製白黒レーザプリンタＳＰ１０Ｍａｒｋ II（乾式一成分式）を分解、改造したものを用いて、紙搬送系を薄い紙用に元に戻し、トナー現像手段の現像ローラを元に戻した上で、その他の設定を通常の初期状態にして、再び、電子写真方式による普通紙への書き込みを行い、４００ｄｐｉの解像度の画像が得られた。
【０１３５】
これにより、電圧または電流の作用により画像形成可能な表示媒体への書き込み装置と、電子写真方式での普通紙への書き込み装置において、感光体周辺、光書き込み系、紙搬送部の一部等を共用して利用できることが解る。よって、省スペースで多機能で安価な書き込み装置を提供できる。
現像ユニット全体を、感光体と接触、非接触させることにより、簡単に共用装置が実現できる。
【０１３６】
【発明の効果】
本発明は、表示媒体の表示箇所に対して、この表示箇所と電荷を保持させた電荷保持体とを接触または近接させることにより、該表示箇所に電圧または電流を従来より長い時間、高電位の電荷で作用させることができるので、表示媒体の搬送速度を大きくすることができ、高コントラストの画像を高速に表示媒体に書き込むことができる。
【０１３７】
また本発明は、該電荷を保持させた電荷保持体が感光材料からなる部分を有し、この感光材料からなる部分に画像情報を光書き込みする手段を有することにより、簡単に高解像度に所定量の電荷を電荷保持体に保持することができるので、高解像度で画像を表示媒体に簡単に書き込むことができる。
【０１３８】
また本発明は、該電荷を保持させた電荷保持体の電荷を、これとは別の転写電荷保持体に電荷を転写する手段を有しているので、表示媒体と接触または近接する材料を高耐久性のものを使用することができるので、劣化が少なく高い信頼性で書き込むことができる。
【０１３９】
また本発明は、該電荷保持体とは別に、同一の表示箇所に対して該電荷保持体とは別となる電圧または電流を印加可能な手段を有しているので、電圧または電流の作用時間、タイミングの異なる書き込みを組み合わせることができるため、高解像度のまま高コントラスト、高階調性の画像を表示媒体に再書き込みすることができる。
【０１４０】
また本発明は、該電荷保持体が、電子写真方式書き込み装置における感光体体または転写体と共用する部分を有しているので、電子写真方式の書き込み装置と簡単に書き込み装置を共用できるため、省スペースで安価に書き込み装置を提供できる
【０１４１】
また本発明は、該電荷保持体と表示媒体と接触または近接部分に、開口部材を設けてあるので、電界の広がりを制限することにより、高解像の書き込み装置を提供できる。
【０１４２】
また、本発明は、該表示媒体の書き込み面に少なくとも非金属材料からなる突部を設けてあるので、表示媒体と電荷保持体との低抵抗の接触を防ぐと同時に、ギャップを一定に保持するために、濃度の均一な画像が書き込める書き込み装置を提供することができる。接触を防ぐと同時に、ギャップを一定に保持するために、濃度の均一な画像が書き込める書き込み装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表示書き込み装置と表示媒体の一例を示す概略図である。
【図２】同じく他の例を示す概略図である。
【図３】同じく他の例を示す概略図である。
【図４】同じく他の例を示す概略図である。
【図５】同じく他の例を示す概略図である。
【図６】従来の表示書き込み装置の一例を示す概略図である。
【図７】同じく他の例を示す概略図である。
【図８】同じく他の例を示す概略図である。
【符号の説明】
１０誘電体
１１電極アレイ
１２基板
１３電極棒
１４スイッチング回路
１５電源回路
１６送り機構
３１電荷保持ローラ
３２対向電極ローラ
３３支え部材
３４光書き込み手段
３５Ｆシータレンズ
３６偏向ミラー
３７レーザ光
３８除電ランプ
３９高圧電源
４０コロナ放電手段
４１感光体
４２電荷保持ローラ
４３対向電極ローラ
４４送り機構[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a writing device capable of displaying image information on a display medium that can reversibly change a visual state by the action of voltage or current, and particularly to a display medium such as rewritable electronic paper or digital paper that replaces paper. The present invention relates to a writing device that displays image information composed of electronic information.
[0002]
[Prior art]
As a writing device for forming an image using an electrostatic latent image, an electrostatic recording method using special paper, a wet type and a dry type electrophotographic method using special paper or plain paper, etc. are generally used. Both are methods for forming an image by directly or indirectly adhering to a substrate by developing a material such as toner or ink different from the substrate such as paper or film according to the latent image, and the display medium itself However, the visual state is not changed by the action of voltage or current. For example, an “electrostatic recording medium” described in JP-A-8-248647 is a display medium itself, but a toner is developed on a latent image, and an image is formed with this toner. It does not change the visual characteristics of the electrostatic recording body itself. An example of such electrostatic recording is JP-A-10-198120.
[0003]
On the other hand, liquid crystal, electrochromic elements, electrophoretic elements, gyricons, and the like are known as display media that can reversibly change the visual state by the action of an electric field, but many of the writing devices using them are display media. A drive circuit that includes a pair of electrode substrates and a display element inserted therebetween and that applies a signal for displaying an image to each electrode is connected.
[0004]
Further, this display medium is not used as a display device, but is used as a bendable planar display medium such as paper, and a writing device for such a display medium is described in Japanese Patent Laid-Open No. 3-188489. As shown in the specification of “writing sheet and writing system”, an electrode array capable of generating a voltage of 100 V or more is used as a display medium capable of reversibly changing the visual state by the action of voltage. It is described that image information is written by moving the image information. When 100V is used for a sphere with a diameter of 25 μm, it is said that it takes 3 ms, and if A4 data is written at a density of 400 dpi, it takes 10 seconds or more and the writing time is long. However, it is at a practical level.
[0005]
As such a display medium, other than those in which only the microcapsules are embedded in the display medium, a new display medium (first inventor: Kondo) of the prior Ricoh application (Japanese Patent Application No. 11-31849). As an example, there are the following inventions. In brief, this is a display medium in which a common electrode is provided for a microcapsule encapsulating a display substance and writing is possible by applying a voltage from one direction. The present invention mainly assumes a writing device for this display medium. For this, an electrode array similar to the above can be used.
[0006]
Further, with respect to the problem of writing speed when this electrode array is used, there is an invention of a writing device (invention name: display device: first inventor: Hitoshi Kondo) of a new display medium of Ricoh's earlier application. In short, this is a high-speed writing device using a TFT type board for a display medium. Naturally, this can be erased at high speed. However, the present invention assumes a display medium conveyance type writing apparatus different from the writing apparatus. Moreover, since it is a planar board type, it is not suitable for writing on a continuous display medium.
[0007]
On the other hand, one of a pair of substrates sandwiching a display medium is an insulator without an electrode, and an electric field is applied by applying an ion flow to the outer surface of the substrate by ion irradiation means. (For example, JP-A-4-86784: JP-A-6-220168). In this method, since it is difficult to two-dimensionally arrange the ion irradiation means at a high density, the fact that mechanical scanning is required for writing is the same as the method using the above electrode array. In order to write, the substantial voltage application time can be lengthened, and when the threshold value is not steep, the applied voltage can be reduced to reduce the burden on the electric drive circuit, and the high speed Writing is also possible. However, it is difficult to control the resolution and shape in which ions are flowed and written, and also the voltage application time due to the charge loss, and it is difficult to improve the resolution and gradation, but it is at a practical level.
[0008]
In addition, in the case of a writing device that performs reversible display by such voltage reversal, since the electric field strength distribution greatly affects the display, the display is actually displayed in a shape different from the exposed electrode shape of the array. It will be. In Japanese Patent Laid-Open No. 3-188489, which is a conventional example, in order to reduce the influence, by using an electrode made of a conductive plate, by deflecting the direction of the electric field strength that influences after scanning and writing the array. Although the electric field strength is set to be perpendicular to the display medium, the structure becomes complicated and the manufacture of the head and peripheral members becomes difficult. Furthermore, when rewriting, it is easily affected by the previously written image, and if the resolution of the original image on the display medium is satisfied, good black optical density or white reflectance cannot be obtained. If the black optical density or white reflectance of the original image of the display medium is satisfied, good resolution cannot be obtained.
[0009]
In order to solve this problem, Ricoh's prior application (Japanese Patent Application No. 11-113071), and in Ricoh, as a previous application before unpublished, in order to solve the same problem as described above, a writing device for a new display medium (Invention name is Display Device: Invention Leader: Kato), there are the following inventions. In brief, by providing an erasing head separately from the writing head, a high-definition, high-contrast image can be formed on the display medium. As a result, while the black optical density or white reflectance of the image is satisfied, a good resolution can be obtained. However, the writing speed cannot be improved more than the trade-off with the improved image quality. Absent.
[0010]
In any of these methods, there are still a number of points that are still insufficient to realize reliable high-speed writing with good image quality such as resolution, image density, and high gradation. It tends to be complex and has low reliability and is expensive.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention has been made in view of the above problems, and is capable of reversibly reversing image information with respect to a display medium that can be used like paper that is thinly bent and reversibly rewrites image information. An object of the present invention is to provide an apparatus for easily and rapidly writing image information with high resolution, high contrast, high gradation, and high reliability when rewriting. More specifically, the following is the subject of the present invention.
[0012]
  Main departureMysteriousThe problem is to provide a simple and high-speed writing device for the display medium.
[0013]
  Also this departureMysteriousThe problem is to provide a simple high-resolution writing device for the display medium.
[0014]
  Also this departureMysteriousThe problem is to provide a highly reliable writing device for the display medium.
[0015]
  Also this departureMysteriousThe problem is to provide a high-resolution, high-speed writing device for rewriting the display medium.
[0016]
  Also this departureMysteriousThe problem is to provide a writing device that is simple and rich in space saving of the display medium.
[0017]
  Also this departureMysteriousThe problem is to provide a writing device with high resolution and excellent contrast of the display medium.
[0019]
  The present invention holds a charge on the surface of a writing device capable of displaying an image according to image information on a display medium having a planar portion having a display portion whose visible state can be changed by applying voltage or current. A possible charge carrier I, the charge carrier I beingA charge generation layer and a charge transport layer thereon are provided.Having a portion made of photosensitive material,The charge carrierIA means for holding the charge by optical writing according to image information on the surface of the photosensitive member,A charge holding body II to which charges are transferred from the charge holding body I, which is different from the charge holding body I in contact with or close to the charge holding body I,The charge carrierIIHas a member having a higher resistance on the surface of the member having a lower resistance, and the charge holding body.IAnd the charge carrierIIMeans for controlling the potential difference between the charge holding body and the charge holding bodyIIAnd means for bringing the display medium into contact with or close to the display medium,It has means for applying a voltage or a current to the display medium in accordance with the charge on the charge holding body I.
[0026]
Hereinafter, the writing apparatus of the present invention will be described in detail.
The writing device of the present invention relates to a writing device for a display medium having a planar portion having a display portion whose visible state can be changed by applying a current or a voltage. A voltage or current is applied to the display location of the display medium by bringing a charge holding body holding charge on at least one side into contact with or in close proximity to the display medium including the specific display location. Alternatively, since the current can be applied for a longer time than before, the conveyance speed of the display medium can be increased, and a high-contrast image can be written on the display medium at high speed.
[0027]
(Conventional embodiment)
A display medium capable of displaying an arbitrary image on a plane is composed of display pixels having a size corresponding to the resolution or smaller, and by changing the visual state of the arbitrary display pixel, the arbitrary image can be displayed. Can be displayed. This display pixel is substantially synonymous with the above-mentioned display portion when the display medium is viewed from the vertical direction. A substantial display portion of the display pixel is used as a display location. When a voltage is applied between the scanning line and the signal line that are opposed to each other by using a driving circuit, the display pixel is generally arranged corresponding to the coordinates indicated on the vertical coordinates, and is in full color. In the case of display, three pixels of RGB of the reference color are configured in more detail in an array such as a horizontal direction if used for OA, and a polygonal shape if used for television.
[0028]
Separately from this, when displaying image information on a display medium used like paper by using a different writing device, the mechanical absolute position alignment between the display medium and the writing device is not possible. It is very difficult because it is required to have an accuracy below the resolution, and this can be handled by changing the absolute position of writing by detecting the position or writing with an emphasis on the relative position. However, even if the position is detected, if the display pixel and the writing electrode are displaced by about half of the resolution, the writing electrode spans two pixels with different signs, and the resolution must be deteriorated. Absent. If the entire surface of the display medium has a uniform display surface, for example, a calculation that can be dealt with by setting one size of the write array electrode to 1/2 the size corresponding to the assumed resolution. It becomes.
[0029]
Such a structure is highly useful in that an image can be written by applying a voltage or current to the display medium at a predetermined resolution, but the writing speed tends to be low because of the above. The size of the electrode array is about 1/2 to 1 times the size of the pixel dot coming from the resolution. Either writing using the electrode array as a solid scanning head or writing using a raster operation head Even so, when a writing device of the display medium transport type is configured, the writing speed is indicated by (1 dot length) / (1 dot voltage application time) derived from the size of the pixel dot. With normal resolution, it is effective to reduce the voltage application time for one dot.
[0030]
This can be understood from the fact that, as described in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 3-188489, if a dot voltage application time takes 3 ms, it takes 10 seconds or more to write A4 data at a density of 400 dpi. . In order to reduce the voltage application time, it is straightforward to increase the voltage, but it becomes difficult and expensive to select and structure a drive IC that switches at 100 V or higher, and surrounding insulating materials. In addition, the electric field easily leaks from the wiring portion to the electrode array, and the image resolution may be reduced.
[0031]
More specifically, one of the conventional embodiments will be described below with reference to FIGS.
FIG. 6 shows an example of a conventional display writing apparatus, and FIG. 7 shows an example of a display medium to be written by this writing apparatus. This display medium is a display medium that can be written by the writing device of the present invention, and is an example of a display medium that can rewrite image information with a voltage that can be handled like paper.
[0032]
In FIG. 6, reference numeral 11 denotes an electrode array, which is composed of a switching circuit 14 integrally mounted with an electrode bar 13 formed by screen printing or the like on a substrate 12. A large number of these are arranged in a direction perpendicular to the paper surface to form an array. Yes. A power circuit 15 supplies a voltage pulse corresponding to the image signal to the electrode bar 13 through the switching circuit 14. Reference numeral 16 denotes a feeding mechanism. In this case, information that can be visually recognized can be displayed on the entire surface by moving the display medium. Instead, a mechanism for fixing the display medium and moving the electrode array may be used. 11, 15 and 16 are housed in a housing (not shown) and function as a writing device.
[0033]
In FIG. 7, reference numeral 1 denotes a substrate made of glass, plastic or the like, and a transparent material is selected for use on the viewing side. 2 is metal, ITO, SnO₂A common electrode made of a conductive thin film such as ZnO: Al and formed by sputtering, vacuum deposition, CVD, coating, or the like. When the substrate 1 is used on the viewing side, ITO, SnO as the common electrode 2₂A transparent material such as ZnO: Al is selected. 3 is a microcapsule which contains the dispersion 4. Reference numeral 5 denotes a binder material made of an acrylic, urethane, epoxy, ester resin or the like. Dispersion 4 is composed of aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and naphthenic hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, kerosene and paraffinic hydrocarbons, trichloroethylene, tetrachloroethylene, trichlorofluoroethylene, bromide 0.01 ~ 20wt of oil-soluble dyes such as anthraquinones and azo compounds or colored fine particles such as carbon black, iron oxide and organic pigments in organic solvents with high resistivity such as halogenated charcoal (hydride) such as ethyl A dispersion medium composed of about.% Is dispersed with electrophoretic particles composed of inorganic pigments such as titanium dioxide, zinc oxide and zinc sulfide, and organic pigments such as diary ride yellow and phthalocyanine blue. The migrating particles may be coated with another substance on the surface or combined with another substance in order to match the specific gravity with the dispersion medium or to prevent aggregation and increase dispersibility. The particle size is preferably about 0.01 to 10 μm. In addition, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, sodium dioctylsulfosuccinate, polyethylene glycol, titanium coupling agent, and the like may be added for the purpose of controlling the surface charge amount of the migrating particles and enhancing dispersibility. As the wall material of the microcapsule 3, urea resin, melamine resin, urethane resin, gelatin or the like can be used. The microcapsules are formed by an interfacial polymerization method, an in-situ polymerization method, a coacervation method, or the like. The capsule diameter is 1-1000 μm, preferably 5-200 μm. The microcapsules formed by the above method are generally in the form of a slurry containing moisture. The binder material 5 may be dried to form a powder. However, the binder material 5 may be water-soluble such as polyvinyl alcohol, polyacrylamide, polyacrylic acid, urea-formalin, melamine-formalin, and isobutylene-maleic anhydride. In the case of using a conductive polymer (or prepolymer) material, a slurry of microcapsules may be mixed with an aqueous solution of a binder material to prepare a coating solution. When this is applied onto the common electrode 2 by means of blade coating, screen printing, roll coating or the like and dried, the microcapsules and the binder material form a single layer and are firmly fixed on the common electrode 2. The 6 is an overcoat layer, which is an acrylic, urethane, epoxy, ester resin, polyvinyl alcohol, polyimide or other organic substance or SiO₂And DLC (Diamond Like Carbon). These can be produced by a coating method such as blade coating, screen printing or roll coating, or a vapor phase method such as sputtering or CVD. The thickness of this layer is preferably about 1 to 50 μm.
[0034]
In addition to this, the writing method in which an electric field is applied by irradiating the ion flow described in Japanese Patent Laid-Open No. 4-86784 and Japanese Patent Laid-Open No. 6-220168, and the electric field is thereby applied is written by ions. In addition, the substantial voltage application time can be lengthened, and when the threshold value is not steep, the applied voltage can be reduced to reduce the burden on the electric drive circuit, and high-speed writing is also possible. Is possible. However, it is difficult to control the resolution and shape in which ions are flowed and written, and also the voltage application time due to the charge loss, and it is difficult to improve the resolution and gradation, but it is at a practical level.
[0035]
One conventional embodiment will be described below with reference to FIG. (FIG. 8 is also an example of the aforementioned Ricoh prior application combined with the display medium of FIG. 7.)
FIG. 8 shows an example of a conventional display device based on a principle similar to that of the display medium of the present invention. Reference numeral 10 denotes a display medium having a structure shown in FIG. An ion gun array 21 includes a corona wire 22, a discharge frame 23, and control electrodes 24 a and 24 b, which are arranged in an array in a direction perpendicular to the paper surface. 26 is a high voltage power source for generating corona ions, and 27 is a power source for controlling ion flow. Reference numeral 28 denotes a feeding mechanism, and in this case, by moving the display medium, information that can be visually recognized can be displayed on the entire surface. Instead, a mechanism that fixes the display medium and moves the ion gun array may be used. An example of the display operation will be described below. First, a voltage (for example, negative voltage) having a polarity opposite to the surface charge of the migrating particles in the display medium is applied to the corona wire 22 to supply the negative charge to the surface of the display medium. Then, due to the electric field formed between this charge and the common electrode 2, the migrating particles move to the surface, and the color of the migrating particles is observed. Next, a positive voltage is applied to the corona wire 22, and the polarity and magnitude of the voltage applied to the control electrode 24a are changed according to the image signal. That is, when a positive voltage is applied, the ion stream passes through the aperture 25 and positive charges are supplied to the surface of the display medium. Therefore, the migrating particles move to the common electrode side, and the color of the dispersion medium is observed from the surface. Is observed. When a negative voltage is applied, since the ion flow cannot pass through the aperture 25, no charge is supplied to the surface of the display medium, no migration of the migrating particles occurs, and the color of the migrating particles is observed from the surface. 21, 26, 27 and 28 are housed in a housing (not shown) and function as a writing device.
[0036]
  Of the present inventionReference examplesOne of these will be described below with reference to FIG.The
  FIG.Is a tableIt is a schematic diagram which shows an example of a display writing apparatus and the display medium of FIG.
  In FIG. 1, 31 is a charge holding roller, 32 is a counter electrode roller, 33 is a support member, and 11, 12, 13, 14, 15, and 16 have the same names as in FIG.
[0037]
31 is based on a structure in which a dielectric layer is provided on the surface of a metal tube that is a conductor. A charge discharged from the electrode array 11 is held on the surface of the dielectric, and the dielectric 10 having the charge held is brought into contact with or close to the display medium, so that a voltage or a current is applied to the display medium to thereby display the display medium. The basic operation principle is to form an image by changing the visibility.
[0038]
Hereinafter, a simplified embodiment will be described. The electrode array 11 supplies a voltage pulse corresponding to an image signal capable of switching a potential of 0 V or 500 V to the counter electrode roller 32 via the switching circuit 14 to the electrode bar 13. The voltage of −500 V is applied between the applied electrode bar 13 and the metal tube portion of the charge holding roller 31, that is, applied to the dielectric and air existing therebetween. At this time, when the dielectric is made of a thin film material having high resistance and is difficult to break down, a discharge is generated in a minute space between the dielectric surface and the electrode array, and a negative electric charge having a high potential of about −500 V is generated on the dielectric surface. Is held, and an electrostatic latent image can be formed. By rotating the charge holding roller to the right and simultaneously conveying the display medium to the left, and adjusting the positional relationship between the charge holding roller and the display medium with the 33 support member, the negative charge and the display medium are Can be contacted or brought into close proximity. At this time, the common electrode 1 of the display medium is kept at a potential of 0 V or short-circuited, whereby a voltage of −500 V is applied to the display medium. Then, the electrophoretic particles move to the surface by this electric field, and the color of the electrophoretic particles is observed. Although not shown in the figure, when the influence of the charge remaining on the charge holding roller is large, it is effective to provide a charge holding body discharging means such as a discharging roller or a blade.
[0039]
At this time, an electric field can be generated before and after a specific negative charge on the charge holding roller or a specific display location corresponding to the charge holding roller even in a state other than the contact point or the re-adjacent point. In addition, it is possible to effectively apply a voltage for a longer time than that considered from the actual conveyance speed. These can be controlled by changing the curvature of the charge holding roller.
[0040]
In addition, by using a rigid body or an elastic body corresponding to the shape of the charge holding roller as the support member, the contact position between the charge holding roller and the display medium or the relationship in the close position can be determined by the point contact between the mere line and the circle. Therefore, the voltage can be effectively applied for an even longer time. The same can be said of arbitrarily changing the shape of the charge holding roller using a belt or the like.
[0041]
As a result, the effective voltage application time can be increased. As a result, the conveyance speed of the display medium can be increased, so that higher-speed writing can be performed. In addition, since the voltage is indirectly applied to the display medium via the charge holding body, the spatial distance between the display medium and the writing element such as the electrode array can be increased, and there is a margin in the layout on the mechanical design. Paper jams can be reduced, and the process of removing paper jams is simplified. In addition, leakage of the electric field of the electrode array only needs to be applied to the charge holding body having a curvature, so that the shield measure is simpler than that of the flat display medium, the noise of the non-image forming portion is reduced, and the resolution is reduced. Can be improved.
[0042]
Furthermore, by controlling the applied voltage, electric circuit, gap, shape, etc. of the electrode array, the charge of the charge holding member can be transferred to the display medium by being in contact with or close to the display medium. As a result, a voltage can be applied to the display medium for a longer effective time by this charge, so that the transport speed of the display medium can be increased and writing can be performed at a higher speed. This effect is more effective as the applied voltage is higher, the resistance of the display medium is larger, and the display medium is thinner. It is possible to transfer the charge directly by making contact, but it is also possible to transfer the charge by discharging by making the gap small at the contact part or before and after, and further reducing the gap without making contact. It is also possible to transfer the electric charges by discharging. Further, in these cases, it is effective to provide a display medium neutralizing means such as a neutralizing roller or a blade and to control the position or operation time thereof. Furthermore, by transferring the charges to the display medium, the influence of the unevenness on the surface of the display medium can be reduced. However, it is necessary to set the transfer conditions such that the efficiency is not easily affected by the unevenness.
[0043]
The transfer of charge to the display medium is increased by applying a voltage opposite to the charge to the common electrode of the display medium by an electric circuit (not shown). When a voltage of 500 V is applied to the common electrode of the display medium, a voltage of 1000 V is applied as a result, and if the thickness on the common electrode of the display medium is within 100 microns, the effect of the transferred charge can be sufficiently developed. Can be written at a higher speed. As a mechanism for transferring charges to the display medium, one of two mechanisms of a discharge mechanism in accordance with Paschen's law showing air breakdown at atmospheric pressure and a charge distribution mechanism in accordance with the capacity by contact or pressure bonding, or Compound (Kyoritsu Shuppan: RM Shafard: Electrophotography: p286). In any case, since it is greatly affected by the thickness, dielectric constant, resistance value, potential difference, charge potential, gap, electric circuit, etc. of the dielectric layer of the display medium and the charge holding body, these should be adjusted optimally. Is preferred. In particular, it is necessary to provide a sufficient contrast ratio between the non-existing portion of the dielectric layer of the charge holding body and the existing portion and the display medium. Conversely, by adjusting these, the transfer amount of charges can be reduced, and this influence can be reduced. In addition to applying a constant voltage, it is also possible to apply a voltage using the dielectric constant of the display medium by applying an alternating current, a pulse voltage, or a pulse voltage obtained by changing the voltage.
[0044]
A common electrode may not be provided on the display medium. In this case, a roller or a belt transfer can be easily performed by providing a conductor or a semiconductor and an electric circuit for controlling the potential in a part of the support member 33 and controlling the potential. Moreover, it can also transfer using corona discharge. However, it is necessary to adjust the potential of the support member so as not to lower the contrast of the display medium. Further, when the substrate is thick, the strength may be increased, but not only the electric field strength is lowered but also the resolution is easily lowered. Therefore, it is effective to make the distance between the electrodes or the working region as small as possible.
[0045]
Hereinafter, each configuration and each member will be described in detail.
The charge holding body is composed of a metal tube and a dielectric layer, but this shape may be a belt in addition to a tubular roller, and may be a rod shape, a plate shape, a curved surface shape, or a film shape. Further, it is not necessary to be a tube made of metal. Basically, it does not matter as long as the surface has a dielectric layer having a high resistance and a member having a smaller resistance. In other words, a conductor layer may be provided on a dielectric tube or substrate and a dielectric layer may be provided thereon, or a dielectric layer may be provided on a metal tube and a conductor layer may be provided. Further, a dielectric layer may be provided thereon. Further, a member in which the dielectric layer of the metal tube portion is integrated or combined by optimizing the conductivity, dielectric constant, thickness and the like may be used. Alternatively, a conventional electrostatic recording paper composed of a conductor layer and a dielectric layer may be wound around a metal tube and combined.
[0046]
The dielectric layer does not need to be a single layer, and it is effective to use a multilayer structure. For example, the upper layer has a predetermined resistance with excellent wear resistance and unevenness control and the lower layer reduces leakage current due to high resistance, or the upper layer reduces leakage current due to high resistance and the lower layer The function of the dielectric layer portion such as an elastic body that improves the contact state can be expressed by dividing or combining the functions.
[0047]
Further, each layer of the dielectric layer does not need to be a single material, and it is also effective to have a composite structure with a filler or particles made of a conductor or a dielectric. By dispersing semiconductor particles having a resistance smaller than that of the main dielectric layer, it is possible to increase wear resistance, control resistivity, and the like. Moreover, it can be made a desired color by mixing a pigment.
This multilayering and compounding in the dielectric layer can also be applied to the conductor layer when the conductor layer is used.
[0048]
Further, the metal tube does not need to be a metal as described above, and provides a relative potential with respect to the charge holding means to the dielectric surface or the ability to move the charge in order to hold the charge in the dielectric layer or the dielectric itself. However, it is not limited to low-resistance metals, and a semiconductor, a solid electrolyte, a low-resistance dielectric, or a dielectric provided with a conductor layer may be partly or wholly. You may use.
[0049]
As this dielectric layer, various resins having high resistance can be used. For example, vinyl chloride resin, vinyl acetate resin, acrylic resin, polyester resin, urethane resin, butyral resin, nitrocellulose, polystyrene resin, silicone resin, olefin resin, A phenol resin, a fluororesin, etc. are mentioned. In more detail, acrylic acid ester copolymer resins such as methyl acrylate, ethyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, dodecyl acrylate, methyl methacrylate, isobutyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, etc. Polymer resin, vinyl acetate polymer resin, ethylene-vinyl acetate copolymer resin, nitrocellulose, styrene-acrylic acid ester copolymer resin, styrene-methacrylic acid ester copolymer resin, tetrefluoroethylene resin, hexafluoroethylene -Tetrefluoroethylene copolymer resin.
[0050]
In addition, if necessary, inorganic pigments such as clay, decaite, nacrite, kaolin, aluminum hydroxide, calcium carbonate, calcined clay, amorphous silica, alumina, calcined kaolin, barium sulfate, titanium oxide, and the surface of the inorganic pigment Insulated pigments treated with hydrophilic groups, or plastics such as crosslinked polystyrene resin, polyethylene resin, polypropylene resin, crosslinked polymethacrylate resin, benzoguanamine resin, silicone resin, epoxy resin, melamine resin, phenol resin The pigment can be mixed in a predetermined amount with a predetermined shape and size.
[0051]
In the case where the conductive layer is provided, a conductive layer using an electron conductive pigment as a conductive agent can be used. As the electroconductive pigment, a needle-like or particulate pigment having a conductive inorganic pigment, that is, an inorganic pigment as a base material, and having only the base material or its surface covered with a conductive substance is used. Here, the acicular conductive pigment is composed of potassium titanate, titanium oxide, barium sulfate, aluminum borate, calcium carbonate or the like as a base material, or the surface is coated with antimony, tin oxide or the like, or particulate conductive As the pigment, zinc oxide, titanium oxide, calcium carbonate, calcium sulfate, a metal, a semiconductor or the like as a base material, or a surface coated with antimony, tin oxide, or aluminum can be used.
[0052]
In addition, the conductive layer can be formed using the electron conductive pigment and the binder as described above. As the binder used here, vinyl chloride resin, vinyl acetate resin, acrylic resin, polyester resin, urethane resin, butyral resin, nitrocellulose, styrene butadiene copolymer, polyvinyl alcohol, hydroxyethyl cellulose, gelatin, starch, Water-soluble resins such as casein, water-dispersible resins, and organic solvent-based resins can be used.
[0053]
Alternatively, the conductive layer may be formed by using a conductive material as a dry sheet or a wet film of a metal sheet, metal, or semiconductor instead of using a pigment. In addition, anisotropic conductive rubber, smectic liquid crystal, discotic liquid crystal, anisotropic crystal or the like can be used.
[0054]
Although the resistance value of the dielectric layer depends on the film thickness, the volume resistance is preferably 10E3 Ωcm or more. More preferably, 11E9Ωcm or more is preferable, and 10E12Ωcm or more is particularly preferable. For example, when a 10 micron dielectric layer is formed with a dielectric of 10E12 Ωcm, 10E15 Ω / cm²Even if a voltage with a charge of 1000 V is applied, the leakage current is 10E-9 A / cm.²= 1 nA / cm²And a sufficiently small value. However, when the electric charge is held in the dielectric layer for a long time, at least the volume resistance is preferably 10E11 Ωcm or more, more preferably 10E13 Ωcm or more, depending on the dielectric constant and the film thickness.
[0055]
Further, although the resistance value of the conductor layer depends on the film thickness, it may be a semiconductor having a volume resistance of 10E6 Ωcm or less. A more preferable resistance value is 1 Ωcm or less, and a conductor of 10E-3 Ωcm or less is particularly preferable. Also, it must be smaller than the resistance of the dielectric layer. For example, when a 10 micron conductor layer is formed with a dielectric of 10E3 Ωcm, 10E6 Ω / cm²10E9 Ω / cm, similar to electrostatic recording paper²The following surface resistance can be achieved. of course. It is also possible to use a material having a volume resistance of 10E3 Ωcm or more by using a very high resistance dielectric layer to reduce the leakage current. These can determine optimum values according to other conditions such as layer thickness, dielectric resistance and thickness, and applied voltage.
[0056]
Similar to the dielectric constant and film thickness of the display medium, the dielectric constant and film thickness of the dielectric layer greatly affect the transfer efficiency when transferring charges. Although it is affected by the voltage, gap, surface condition, etc., in general, when transferring at a higher voltage, the surface capacity of the transferred display medium is larger than the surface capacity of the dielectric layer of the original charge holding body. It is preferable to keep it small. However, this is not the case when a material having a low resistance value is contained in one of the materials or a material having an internal charge is used.
[0057]
In addition, as the support member, any of a conductor, a semiconductor, and a dielectric may be used. However, when the common electrode is not provided on the display medium, it is required that the resistance is not large. However, even in this case, if the resistance is small, the efficiency of voltage application may decrease in a high temperature and high humidity environment. Therefore, 10E9 / cm or less is preferable, and depending on the resistance values of other members, it is a perfect good conductor. There is no need. In addition, even when a common electrode is not provided on the display medium, it is also effective to control the electric field by applying a voltage between the metal tube of the charge holding body and the support member. .
[0058]
Moreover, when using an elastic body, resin, such as urethane, rubber | gum, or these foams can be used. Specifically, nitrile rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), isoprene rubber (IR), styrene butadiene rubber (SBR), ethylene propylene rubber (EPDM), butyl rubber (IIR), natural rubber (NR), butadiene rubber (BR), acrylic rubber (ACR), general rubber such as epichlorohydrin rubber (ECO), or thermoplastic rubber such as styrene-butadiene-styrene rubber (SBS) or its water additive (SEBS), and foams thereof. It is also possible to use conductive elastic bodies mainly composed of these. In addition to the rubber material, the elastic body uses a part of a metal or plastic spring or leaf spring, a plastic sponge, a conductive sponge to which a conductive material is added, etc. It is also effective to use one having the same effect as.
[0059]
The elastic modulus, thickness, and supporting pressure can be determined optimally depending on the material and structure of the display medium, the material and structure of the charge holding member, the voltage application method using electric charges, the transport speed, and the like.
[0060]
When the support member is provided with functions such as a transfer roller, belt transfer, and corona discharge transfer, it is effective to provide a display medium transport guide and a transport roller.
[0061]
Further, it is preferable that the static eliminating roller or the blade does not have a large resistance in order to remove charges, and is preferably an elastic body in order not to damage the charge holding body. These do not have to be made of a single material, and a composite of an elastic body and a conductive pigment can be used.
[0062]
In addition to the electrode array, an ion flow array can be used to hold charges on the charge holding body.
[0063]
The display location of the present invention is not limited as long as its visibility can be changed by the action of voltage or current, such as liquid crystal, electrochromic, electrophoresis, organic EL, inorganic EL, LED, etc. The same applies to the case where the current is supplementarily used with light, magnetic field, heat, pressure or the like.
[0064]
In addition, a display medium that can hold a displayed image even after erasing the electric field, that is, a display medium having a memory property is preferable. Examples thereof include, but are not limited to, and a combination of light, heat, magnetic field, pressure, and the like may be used. In the case of not having a memory property, the erasing process is performed at the same time as making the display medium alone, and its use is limited. For this reason, when it is desired to use it in the same way as paper, it is necessary to provide a power supply or a structure for retaining some memory property on the display medium. However, in the case of having a memory property, as in the case of the above-described paper, it is particularly effective because image data can be held without providing special means.
[0065]
Even if the display material is not encapsulated in the microcapsule, it can be used as it is, or it can be applied alone or with other materials, inserted into a flat plate, or enclosed in a space consisting of a flat plate and a partition wall. Good.
[0066]
Furthermore, these writing operations are not limited to one time, and the resolution and contrast can be further improved by performing the writing a plurality of times.
[0067]
  Of the present inventionReference exampleOne of the embodiments will be described below with reference to FIG.The
  FIG.Is a tableIt is a schematic diagram which shows an example of a display writing apparatus and the display medium of FIG.
  In FIG. 2, 34 is an optical writing means comprising a laser diode, its driving electric circuit, a collimating lens and a polygon mirror, 35 is an F-theta lens, 36 is a deflection mirror, 37 is a laser beam, and 41 Is a photoconductor, 39 is a high-voltage power source, 40 is a corona discharge means, 38 is a static elimination lamp, and 33 is a support member.
[0068]
No. 41 is based on a structure in which a charge generation layer containing a dye and a charge transport layer thereon are provided on the surface of a metal tube as a conductor. After the negative charge is uniformly charged on the surface of the photosensitive member with a 40 corona charger, the charge is held in accordance with image information formed by writing light into the image information with a laser beam, and the charged photosensitive member is displayed on the display medium. The basic operation principle is to form an image by changing the visibility of the display medium by applying a voltage or current to the display medium by being brought into contact with or close to 10.
[0069]
Hereinafter, a simplified embodiment will be described. A high voltage is applied to the corona charger by a high voltage power source 39, and then a voltage of about -800V is applied to a grid (not shown), whereby air discharge is performed and a negative charge of about 800V is applied to the surface of the photoreceptor. To charge. After that, by writing light to the image information with laser light, charge is generated in the charge generation layer, and the charge on the surface of the optically written portion can be lost or reduced by moving the charge transport layer in the upper layer. it can. Since the hole mobility of the photoreceptor is small in a weak electric field, complete disappearance is difficult, but it can be easily performed at −100V. Further, in the case where the laser beam is not applied, although it is slightly attenuated, it is assumed to remain at −800 V for simplification. Actually, these values are about −50 to −1200 V, and + charge can be controlled. Thereby, an electrostatic latent image having a potential difference of 700 V can be formed on the surface of the photoreceptor. Up to this point, the mechanism is exactly the same as that of an electrostatic latent image in a general electrophotographic laser printer. In the electrophotographic system, after this, the photosensitive member is allowed to act on the developing means to cause toner to adhere to the photosensitive member. However, in the present invention, the negative charge is formed below the charge holding roller by rotating the photosensitive member clockwise and simultaneously transporting the display medium to the left and adjusting the positional relationship between the photosensitive member and the display medium with the 33 support member. And the display medium can be brought into contact with or close to each other. When a large electric field is generated due to a potential difference between the charge on the photoreceptor and the common electrode of the display medium, the migrating particles move to the surface, and the color of the migrating particles is observed. More specifically, a voltage of −700 V is applied to the display medium by setting the common electrode of the display medium to a potential of 100 V or short-circuiting with the metal tube of the photoreceptor. Then, the electrophoretic particles move to the surface by this electric field, and the color of the electrophoretic particles is observed. Further, when the charge is transferred onto the display medium, it is effective that the photosensitive member thereafter removes the remaining charge with a static elimination lamp.
[0070]
At this time, since the image information is optically written by the laser beam, the image information can be written at a very high resolution at a high speed regardless of the high voltage. Considering only the formation of an electrostatic latent image by optical writing, it is possible to realize easily and inexpensively at 400 dpi or more and 30 ppm or more, and furthermore, it is possible to write accurately at low cost up to 1200 dpi or more. Further, by controlling the power and timing of the laser beam, it is possible to increase the resolution by changing the dot size and position. Furthermore, since a high voltage is applied by a corona discharger, a high-breakdown-voltage driving switching element is not required, so that the cost can be greatly reduced and the reliability can be increased. In addition, since the laser beam is thin and there is no need to consider the influence of electric field leakage as in the case of an electrode array, other members are arranged around the photosensitive member around the photosensitive member to form a latent image. It can contribute to the downsizing arrangement design around the body. In addition, since powder such as toner in the electrophotographic system is not used, the inside of the apparatus is not soiled, and the optical writing optical system to the photoreceptor is not soiled, and the reliability can be improved. . In the case of transferring the charge to the display medium, the potential of the charge transferred to the display medium can be controlled by controlling the material of the photoreceptor and the display medium and the transfer structure. The voltage can be applied to the display medium at a voltage lower than the above voltage, and abnormal operation and destruction due to the high voltage of the display medium can be reduced.
[0071]
  In addition to the corona charger, the photosensitive member can be charged by roller charging, brush charging, blade charging, magnetic brush charging, etc.The MaIn addition to the laser scanning system, the photoconductor may be written using solid scanning light writing means such as an LED array, LD array, LCD array, or PLZT array, or surface writing using an LCD. . The photoreceptor is not limited to a two-layer structure, and may be a single layer or three or more layers. In order to improve the abrasion resistance with the display medium, it is also effective to adopt a structure such as filler and particle dispersion, an overcoat layer, and the like similar to a normal electrophotographic photosensitive member.
[0072]
  The potential applied to the support memberIs a branchBy an electric circuit not shown in the figure, the voltage applied to the end plate or the metal tube of the photoreceptor and the common electrode,
Furthermore, by controlling the shape of the photosensitive member and the support plate, the conveying method, and the like, the effective applied voltage and the effective application time for the display medium can be controlled. this is,AboveThis is almost the same as the case of the charge holding body.
[0073]
  One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.The
  FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of the display writing apparatus of the present invention and the display medium of FIG.
  In FIG. 3, 42 is a charge holding roller, 43 is a counter electrode roller, 34 is an optical writing means comprising a laser diode, its driving electric circuit, a collimating lens and a polygon mirror, and 35 is an F-theta lens. , 36 is a deflection mirror, 37 is a laser beam, 41 is a photoconductor, 39 is a high-voltage power source, 40 is a corona discharge means, 38 is a static elimination lamp, and 33 is a support member. .
[0074]
No. 41 is based on a structure in which a charge generation layer containing a dye and a charge transport layer thereon are provided on the surface of a metal tube as a conductor. The charge holding body 42 is based on a structure in which a dielectric layer is provided on the surface of a metal tube that is a conductor. After the negative charge is uniformly charged on the surface of the photoconductor with a 40 corona charger, the charge is held in accordance with the image information formed by writing light into the image information with a laser beam. The charge is transferred to the charge holding body by bringing it into contact with or close to the dielectric of the charge holding body, and the voltage or current is applied to the display medium by bringing the charged holding dielectric into contact with or close to the display medium. The basic operation principle is to form an image by changing the visibility of the display medium.
[0075]
  Hereinafter, a simplified embodiment will be described. A high voltage is applied to the corona charger by a high voltage power source 39, and then a voltage of about −800V is applied to a grid (not shown), whereby air discharge is performed and a negative charge of about −800V is applied to the surface of the photoreceptor. Charge uniformly. Thereafter, by writing light into the image information with laser light, charge is generated in the charge generation layer, and the charge on the surface of the optically written portion is lost or reduced by moving the charge transport layer on the charge generation layer. it can. Since the hole mobility of the photoreceptor is small in a weak electric field, complete disappearance is difficult, but it can be easily performed at −100V. Further, in the case where the laser beam is not applied, although it is slightly attenuated, it is assumed to remain at −800 V for simplification. Thereby, an electrostatic latent image having a potential difference of 700 V can be formed on the surface of the photoreceptor. So farAbove andThe mechanism is the same as that of an electrostatic latent image in a general electrophotographic laser printer. However, according to the present invention, the charge holding member 42 is brought into contact with the photosensitive member while rotating the photosensitive member to the right and at the same time keeping the counter electrode roller at 100 V potential or short-circuiting the metal tube of the photosensitive member. Alternatively, by rotating counterclockwise while approaching, a negative charge of about −800 V of the photoconductor is transferred to the charge holding body at about −700 V or less. Further, the display medium is conveyed to the right while the charge holding roller is rotated counterclockwise, and the negative charge and the display medium are adjusted below the charge holding roller by adjusting the positional relationship between the charge holding roller and the display medium with 33 support members. Can be brought into contact or in proximity. At this time, by setting the common electrode 1 of the display medium to a potential of 0 V or short-circuiting, a voltage of about −700 V or less is applied to the display medium. Then, the electrophoretic particles move to the surface by this electric field, and the color of the electrophoretic particles is observed. Although not shown in the figure, when the influence of the charge remaining on the charge holding roller is large, it is effective to provide a charge holding body discharging means such as a discharging roller or a blade.
[0076]
At this time, since the actual charge potential of the charge holding member is affected by the transfer rate of the charge from the photosensitive member to the charge holding member, the charge potential of the photosensitive member, the potential of the metal tube of the photosensitive member, Thickness and resistance and dielectric constant of charge generation layer and charge transport layer, potential of metal tube of charge carrier, thickness and resistance and dielectric constant of dielectric layer of charge carrier, gap, contact state, surface roughness , Greatly affected by shape, electrical circuit, temperature and humidity. Basically, either one of the two mechanisms of the discharge mechanism according to the above-mentioned Paschen's law and the charge distribution mechanism according to the capacity by contact or pressure bonding, or a combination thereof, it can be optimally set according to these mechanisms. . However, although this transfer rate is theoretically high between ideal high-resistance dielectrics, it is difficult to achieve a transfer rate of 95% or more with respect to the charge on the photoreceptor. Furthermore, the voltage decreases by the capacity ratio. However, a voltage of 10% or more can be easily realized, and a practical value of 20% or more is possible at the maximum. In this case, although the potential is about 160 V, a sufficient writing voltage can be realized because the electric charge gives a voltage for a long time. Further, in the case of a photoconductor, it is possible to transfer at a large potential different from the case of a simple dielectric due to internal charges.
[0077]
At this time, the photosensitive member is less wearable except for the silicon type having the charge transport layer or its overcoat layer as an upper layer, and the dielectric layer of the charge holding member having the dielectric as the upper layer is more durable. Therefore, it is possible to write on the display medium with high reliability. Further, a display medium transport mechanism can be provided without worrying about the incidence of room light.
[0078]
  In addition, the dielectric layer and the metal tube of the charge holding body areAboveSimilarly to the above, it may be formed of a dielectric layer and a conductor layer. In this case, the smaller the dielectric constant of the dielectric layer, the smaller the capacitance of the capacitor and the greater the potential difference due to the transferred charge.
[0079]
Further, the photosensitive member can be used other than a negatively charged photosensitive member. In addition to the method of applying a bias voltage in the forward direction to the exposed portion of the negatively charged photoconductor, when transferring the same charge, the method of applying the voltage in the reverse direction using the unexposed portion of the positively charged photoconductor Since it is realizable, it can match with the characteristic of a charge holding body and a display medium. Of course, it is also possible to transfer reverse charges simply by applying a forward voltage.
[0080]
  otherofreferenceOne embodiment will be described below with reference to FIG.The
  Figure 4otherFIG. 8 is a schematic diagram illustrating an example of the display writing apparatus and the display medium of FIG. 7.
  In FIG. 4, 44 is a feeding mechanism, 34 is a light writing means comprising a laser diode, its driving electric circuit, a collimating lens and a polygon mirror, 35 is an F-theta lens, 36 is a deflection mirror, 37 Is a laser beam, 41 is a photoconductor, 39 is a high voltage power supply, 40 is a corona discharge means, 38 is a static elimination lamp, 33 is a support member, 10, 11, 12, 13, 14, 15 and 16 have the same names as in FIG. The feeding mechanism 44 is for moving the display medium, and is substantially the same as 16 and can be omitted.
[0081]
For the same display location of the display medium, means different from the charge holder made of 41 photoconductors is provided, and voltage is applied twice at a temporal and spatial timing. This is the basic principle.
[0082]
Hereinafter, a simplified embodiment will be described. First, the electrode array 11 supplies the electrode rod 13 through a voltage pulse switching circuit 14 that can switch a potential of +500 V to the common electrode of the display medium in accordance with an image signal. A voltage of +500 V is applied to the display medium. Then, due to this electric field, the migrating particles move to the lower surface, and the color of the dye is observed. At this time, even if the display medium has already formed an arbitrary image once, the electrophoretic particles on the surface are also moved to the lower surface by this voltage application. Next, a second voltage is applied to the display portion to which 500 V has been applied in advance using the latent image of the photoreceptor. This is due to the following method. A negative charge of about 800 V is uniformly charged on the surface of the photoreceptor with a corona charger. Thereafter, light is written in the image information with laser light to generate charges in the charge generation layer, and the charge transport layer on the upper layer is moved to eliminate or reduce the charge on the surface of the optically written portion. Since the hole mobility of the photoreceptor is small in a weak electric field, complete disappearance is difficult, but it can be easily performed at −100V. Further, in the case where the laser beam is not applied, although it is slightly attenuated, it is assumed to remain at −800 V for simplification. Thereby, an electrostatic latent image having a potential difference of 700 V can be formed on the surface of the photoreceptor. Simultaneously rotating the photoconductor to the right, the display medium is conveyed to the left, and the positional relationship between the photoconductor and the display medium is adjusted by 33 support members, so that the negative charge and the display medium are brought into contact with each other at the lower part of the photoconductor. Or they can be close. By short-circuiting the common electrode of the display medium with a potential of 0 V or the metal tube of the photoconductor, a large electric field is generated due to a potential difference between the charge on the photoconductor and the common electrode of the surface medium, The migrating particles move to the surface, and the color of the migrating particles is observed.
[0083]
At this time, the image written in advance in the electrode array is initialized to be in a clean state of black background display, and a new rewrite can be prepared with a new charge holding member on the image, so that high contrast is maintained with high resolution, A high gradation image can be written on a display medium. Also, two-color writing can be performed by using migrating particles having different threshold values. In this case, the writing speed of the electrode array is the same as that of writing by the charge holding body by increasing the effective writing time by increasing the voltage or decreasing the resolution and increasing the electrode shape. It becomes possible to write at the conveyance speed. In addition, it is difficult to apply a short pulse selectively in units of dots for voltage application only by the charge holding body, but the electrode array can be easily provided by separately providing an electric circuit. You can also use them separately.
[0084]
Moreover, you may use either the voltage application by an electric charge holding body, or the voltage application by an electrode array direct as an electrode which writes first. When a charge holding body is used to write a solid image uniformly and cleanly, the charge is held on the surface of the display medium, so that the effective time for applying the voltage can be lengthened and complicated. It is very effective in that no control is required. Further, when writing is performed with the charge holding body for the second time, the charge is also held on the surface of the display medium, so that the writing speed can be increased. In this case, it is effective to adjust the two writing heads for high-speed writing by increasing the length of the electrode to be written first, increasing the voltage, or combining with the roller structure.
[0085]
Furthermore, in addition to the electrode array, even if only simple corona discharge, roller charging, brush charging, or the like is used, a voltage can be applied while holding the charge for a long time, which is similarly effective. Furthermore, a charge holding body different from the charge holding body may be provided. It is also effective to apply a voltage uniformly by a conductor electrode on a roller or a belt.
[0086]
In the two types of writing means of the above embodiment, only the sign of the writing voltage is changed. However, in the two electrode arrays, the voltage or the applied voltage of the current is not limited to the direction of the current corresponding thereto. It is also effective to change the size, application time, waveform, and the like.
[0087]
  otherofreferenceOne embodiment will be described below with reference to FIG.
  FIG.Is a tableIt is a schematic diagram which shows an example of a display writing apparatus and the display medium of FIG.
  In FIG. 5, 46 is a supporting member / transfer member, 47 is a cleaning blade, 48 and 49 are fixing rollers, 45 is a developing unit, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39. , 40, 41 have the same names as in FIG.
[0088]
  The display medium 10 isAboveThe electrophoretic particles move to the surface and the color of the electrophoretic particles is observed by the same configuration and operation as in. Among these operations, the electrostatic latent image forming operation is performed in the same way as an electrostatic latent image in a general electrophotographic laser printer. This component is necessary for the electrophotographic method. Since there is the same configuration, the basic operation principle is that at least a part of these members can be shared and an image can be written by attaching toner to plain paper or dedicated paper by electrophotography at the user's choice. To do.
[0089]
Hereinafter, a simplified embodiment will be described. The operation of writing an image on the display medium 10 can be performed in substantially the same manner as in the second aspect. However, at this time, the operation of the developing unit 45 is stopped or separated from the photosensitive member, the temperature of the fixing roller is set to a temperature not affecting the display medium or separated from the conveying system, and the supporting member 46 is also used. The voltage applied to the transfer member should not be applied or applied so that the voltage applied to the display medium is optimum.
[0090]
On the other hand, when the toner is attached and written on plain paper or dedicated paper such as the display medium by the electrophotographic method, the following is performed. Until the photosensitive member is charged with a corona charger and exposed to laser light to form a latent image, it is the same as when a voltage is applied to the display medium. Or it adheres to an unexposed part. For example, when the exposed portion has a potential of −100 V or less and the unexposed portion has a potential of −800 V, a negative potential or a positive-positive development is easily performed using a two-component development such as a magnetic brush developing method by applying an appropriate potential to the developing device. Thus, the toner can adhere to the photoreceptor. This is also possible using single component development. Thereafter, the toner can be transferred to the plain paper or the dedicated paper by applying a high potential opposite to the charge of the toner to a transfer roller which is a part of 46 which is the plain paper or the special paper as the transfer paper. In particular, the resistance of the transfer roller is preferably 10E8 to 10E9 Ωcm. In addition, transfer can be similarly performed using belt transfer or corona discharge. Thereafter, the toner is heated and fixed by a fixing roller within a range of 150 to 200 degrees of 48 and 49, and is discharged and image formation is completed. The toner remaining on the photoconductor without being transferred is scraped off by the cleaning blade 47, and the photoconductor is further neutralized by the static elimination lamp 40.
[0091]
At this time, since the photoconductor as the charge holding body is shared with the photoconductor in the electrophotographic writing apparatus, the writing apparatus can be easily shared with the electrophotographic writing apparatus, so that it is space-saving and inexpensive. A functional writing device can be provided.
[0092]
In addition to the photosensitive member, the transfer roller or belt, which is an electrophotographic transfer member, has a material having a high dielectric constant on the surface, and this can be shared with the charge holding member. However, in this case, a mechanism for once applying a charge to the transfer member is necessary, and this can be realized by a photosensitive member, but an electrode array, a charging roller, etc. can be provided separately.
[0093]
  Below, concreteExampleGive up.
(referenceExample 1)
  A reversibly rewritable display medium was produced as follows.
  A dispersion medium containing 0.5 wt.% Blue dye (Macrolex Blue RR: Bayer) dissolved in tetrachlorethylene is used as the migrating particles, and the surface is treated with Al. Titanium dioxide with an average particle size of 0.21 μm (CR60: Ishihara) Sangyo Co., Ltd.) was used. The particles and oleic acid were mixed in a dispersion medium at 15 wt.% And 0.6 wt. Microcapsules enclosing the dispersion were prepared as follows. An aqueous gelatin solution and an aqueous gum arabic solution are mixed, the temperature is raised to 50 ° C., and an aqueous sodium hydroxide solution is added to adjust the pH to 9. Dispersion 4 is added to this, and it emulsifies by stirring. Further, the pH was gradually lowered to 4 to precipitate a concentrated gelatin / gum arabic solution at the dispersion interface, and then the temperature was lowered to gel the film, which was hardened by adding an aqueous glutaraldehyde solution. Thus, a microcapsule slurry using gelatin as a wall material was obtained. The emulsification conditions were controlled so that the average capsule diameter was 40 μm, and further classification was performed. A 12 μm thick PET was used as the substrate 1, and an ITO thin film was formed by sputtering to form a common electrode 2. On top of this, an equal weight of the above-mentioned microcapsule slurry added to a 10% aqueous solution of polyvinyl alcohol is applied with a blade coater and dried to form a single layer of microcapsules and polyvinyl alcohol, which is fixed to the common electrode 2. It was done. Further, an about 10000 Cp low-viscosity quick-drying two-component epoxy resin (Cemedine Industries: 1590) was applied with a blade coater to form an overcoat layer, and the surface was smoothed. In the meantime, the epoxy resin removed bubbles at the time of mixing by de-processing in vacuum.
[0094]
In the writing device having the electrode array shown in FIG. 1 on the display medium, writing was first performed on the charge holding body. The electrode array used was an array of 200 electrode bars at a pitch of 125 μm. A voltage pulse corresponding to the image signal is supplied to the

electrode rods

13 and 23 through the switching circuits 14 and 24. The voltage at which the surface of the display medium is displayed in white is -550V on the electrostatic recording paper, and the voltage at which the blue display is displayed is electrostatic. The recording paper was -200 V and the pulse width was 10 ms. The conveyance speed is 12.5 mm / sec as a linear speed. In actual conveyance, step conveyance is performed for each dot. In order to reduce the burden on the switching circuit, the switching of -350V was performed by raising the voltage by -200V. In addition, the display medium used was initialized by displaying blue solid at a conveyance speed of 1 mm / s by applying 200 V in advance using a conductive roller electrode having elasticity.
[0095]
As the charge holding member, electrostatic recording paper (Oji Paper: IFD-7-1) was wound around two rollers having a diameter of 50 mm to 5 mm. The display medium and the electrostatic recording paper were brought into close contact with each other at a linear velocity of 12.5 mm / sec while applying a potential of Vc = 250 V (voltage difference 300 V) to the common electrode of the display medium. This Vc was also performed with other voltages. At that time, the electrostatic recording paper was conveyed using a roller portion having a diameter of 5 mm while applying tension to the display medium and bringing it into contact with a straight line. However, since the supporting member is a member that is pressed from the back surface of the display medium using a metal plate having an end portion of 125 microns and an elastic body, the electrostatic recording paper and the display medium have a length corresponding to this width. It will be in close contact. Furthermore, the influence of the air layer was removed by supplying a liquid having a resistance comparable to that of the capsule contents mainly composed of a volatile non-aqueous solvent to this portion. At this time, a shield plate formed by vapor-depositing aluminum on a 12-micron PET film was disposed before and after the contact portion so that the contact portion had an opening. The opening film may be in contact with the display medium and the substrate. In addition, the roller of the electrostatic recording paper having a diameter of 5 mm was changed to a diameter of 10 and 50 mm.
[0096]
The optical density of the white solid display part at this time was measured with an optical densitometer (Tokyo Denka DENSITOMETER TC-6MC). The optical density of the initialized blue solid display portion is 9%. Further, the reflectance of the blue display portion between white lines of 200 dpi was calculated by calculating the light amount of the image forming portion by an optical microscope, assuming that black was 0% and barium sulfate was 100%. In addition, the resolution of the image is a visual comparison of various images output by the Ricoh monochrome laser printer SP10Mark II in advance by using check pattern B with vertical, horizontal, diagonal line and space (L & S), grid and kanji with many strokes. Thus, the resolution was comprehensively determined (Reference Example 1). Table 1 shows the measurement results.
[0097]
From Table 1, the image with a roll diameter of 5 mm and an opening length of 0.625 mm for 5 dots showed an excellent balance between resolution and white solid reflectance. As a result, the linear velocity can be increased three times as much as the image quality equivalent to or higher than the linear velocity of Comparative Example 1 described later of 3.75 mm / s. The unevenness of the solid could be improved by impregnating the close contact portion with the liquid.
[0098]
Further, from Table 1, when the aperture is increased, the effective time during which the electric field strength acts is increased, while the charge of the charge holding body for writing the image of the previous and subsequent dots affects the adjacent dots. It can be seen that there is an optimum value for the length of the opening, that is, the length for applying the electric field, because the noise increases. By optimally setting the roll diameter, applied voltage, resolution, etc., the writing speed can be increased while maintaining the contrast and resolution. It can also be seen that when the diameter of the roll is small, an image equivalent to the case where a large opening is provided without an opening is obtained. This is due to the large curvature. Further, it can be seen that when the roll curvature is small with the same opening length, the influence of adjacent dots is reduced and the resolution is improved. However, since the gap at the end of the opening is reduced, it is actually difficult to limit the mechanical opening. Therefore, the smaller the curvature, the better. In addition, even if the curvature is large, by supporting the display medium with an elastic body having a curvature, it is possible to easily reduce the decrease in resolution by increasing the adhesion.
[0099]
Further, it can be seen from Table 1 that the image quality changes greatly by changing the voltage of the common electrode. This is because the actual electrostatic recording paper has irregularities, and -200V is raised by the circuit, so that the contacted portion is -200V among the portions to which -200V is applied for blue display. On the other hand, the potential of the part that is not in contact is not a voltage that causes discharge, so it is in an unstable state.BecauseThe voltage varies in the range of 200V, but details are unknown. However, sufficient switching characteristics could be obtained by setting the common electrode voltage to -250V.
[0100]
Table 2 shows the calculated value of the relationship between the amount of deviation from the contact position of the specific dot of the display medium and the electric field intensity when white display is performed (voltage difference 300 V) in the case of a roller having a radius of 5 mm. This calculated the thickness on the common electrode of the display medium as a capsule diameter distribution (40 + -10 microns) and an average overcoat layer thickness of 3 microns to 53 microns. As a result, it can be seen that the electric field strength is 60% or less when the dots are shifted by 3 dots, and the electric field strength is 50% or less when the dots are further shifted by 4 dots. (Although not shown in the table, it is about 30% for 5 dots). When the diameter of the roller is large, the curvature is small, so that the decrease in electric field strength is reduced. When the resolution is large, the absolute distance of deviation of one dot is small, so the decrease in electric field strength is reduced. Considering these, it is understood that the optimum working distance of the electric field can be designed by changing the opening of the shield plate.
[0101]
(Comparative Example 1)
In the writing device having the electrode array shown in FIG. 6, writing was first performed on the charge holding body. The electrode array used was an array of 200 electrode bars at a pitch of 125 μm. A voltage pulse corresponding to the image signal is supplied to the

electrode rods

13 and 23 through the switching circuits 14 and 24. The voltage at which the surface of the display medium is displayed in white is -300V on the electrostatic recording paper, and the voltage at which the blue display is displayed is electrostatic. The recording paper was 0 V and the pulse width was 10 ms. The linear velocity is 12.5 mm / sec. Similarly, writing was performed at a linear velocity of 1.25 and 3.75 mm / sec. However, the voltage application time was inversely proportional to the conveyance speed. Further, in the case of 12.5 mm / sec, the influence of the air layer is reduced by supplying a liquid having a resistance comparable to that of the capsule contents mainly composed of a volatile non-aqueous solvent, as in Example 1. The experiment was also performed.
[0102]
[Table 1]

[0103]
However, ◎ is very good, ○ is good, Δ is normal, and X is bad, and is a visual evaluation at four levels. More specifically, with respect to the resolution, the blue line thinning is within 1.05 times with a sufficient resolution corresponding to 200 dpi output at an electrophotographic printer level of 600 dpi or more. ○ indicates that the blue line is thin within 1.05 to 1.2 times, Δ indicates that the blue line is thin within 1.2 to 1.5 times, and × indicates that the blue line is narrower than that . As for the image unevenness, が is substantially uniform and no blue color is recognized on the white character. ○ is within 10% and blue display part (blue to intermediate color) is recognized in white, △ is within 25% and blue display part is recognized in white, and × is over white background It is recognized in the blue display part. In addition, the overall evaluation is merely a visual evaluation in four stages, but a relatively visual evaluation was made by a plurality of observers within the scope of the experiment, with emphasis placed on the ease of distinguishing the actual text characters. . However, this was taken into account when the writing speed was slow. The writing speed is about 4 minutes at the slowest 1.25 mm / sec in A4 vertical conversion, but at the earliest 12.5 mm / sec, it is about 23 seconds and about 3 ppm for binary writing. Value. Further, the reflectance is rounded off to the first decimal place.
[0104]
[Table 2]

[0105]
(referenceExample 2)
referenceIn Example 1, a constant voltage of Vb = −1000 V and 0 V or a common pulse voltage was applied to the electrode array. This is because the main scanning (horizontal direction) switching is omitted because the drive voltage is high. At this time, the openings were brought into close contact with each other at a linear velocity of 12.5 mm / sec while applying a potential of Vc = 0 V to the common electrode of the display medium. These Vb and Vc were also performed with other voltages. At that time, a roller portion having a diameter of 5 mm was used as the electrostatic recording paper. In addition, an experiment was conducted with and without using a non-aqueous solvent. After thatreferenceSimilar to Example 1. However, the resolution was evaluated by horizontal L & S.
[0106]
[Table 3]

[0107]
As can be seen from Table 3, it can be seen that white solid image unevenness may be greatly improved by applying a high voltage of Vb = −1000 V or more. It is also understood that Vc may be used. This is because the influence of the increase in resistance due to the presence of the air layer due to the fine irregularities of the overcoat layer of the display medium and the electrostatic recording paper is largely due to the charge being transferred on the surface of the display medium due to the charge transfer mainly of discharge. Because it is decreasing. In addition, at 900 and 800 V, it is considered that a weak charge transfer is partially or entirely generated.
[0108]
Table 4 shows the potential of the electrostatic recording paper and the transfer potential to the display medium, calculated based on Pache's law, assuming that the average dielectric constant εd of the display medium is 2.2 and the film thickness on the common electrode is 53 microns. . However, the surface capacitance measured from the relationship between the potential, current, and time when the probe is brought close to the electrostatic recording medium by an EPA measuring instrument = about 773 pF / cm.²Calculated based on Since the relative dielectric constant and film thickness of the electrostatic recording paper are unknown, Dp = Lp / εp = ε0 * 10E4 / C = 1.15 microns was calculated (Lp is the film thickness: εp is the electrostatic Dielectric constant of recording paper: ε0 is the dielectric constant of vacuum: C is the capacity of electrostatic recording paper. The display medium Dd = Ld / εd = 53 / 2.2 = 24.1 microns (Ld is the film thickness on the common electrode of the display medium: εd is its dielectric constant).
[0109]
As can be seen from Table 4, discharge occurs at 1000 V or higher, and it can be seen that this can transfer charges to the display medium. In order to efficiently perform this transfer discharge, the discharge start voltage is reduced by reducing the film thickness and increasing the dielectric constant, and conversely, the dielectric constant is decreased by increasing the film thickness and reducing the dielectric constant. These two can be designed from the two viewpoints of increasing the voltage transfer efficiency. The film thickness on the common electrode of the display medium or the film thickness of the display medium itself that does not have the common electrode is preferably within 150 microns in order to make the discharge start voltage and the potential of the transferred charge within a practical range. More preferably, it is within 100 microns, particularly preferably within 60 microns. These are about 1500 V, 1300 V, and about 900 V in order as the lowest voltage at the start of discharge. When the voltage is 1500 V or more, the burden on the charge holding body becomes large. If it is within 1300V, it is almost the same as the charge generating means and dielectric for the electrophotographic photosensitive member, and there are many use results, and the reliability increases. However, in practice, the magnitude of the voltage due to the transferred charge is also important, so if it is within 60 microns, the design of writing becomes very easy.
[0110]
[Table 4]

[0111]
Further, Table 5 shows calculated values of the transfer voltage that can be derived from a complete capacitor model in the case of complete contact without discharge. These high-efficiency transfers are slightly generated locally at the protrusions of the display medium, and this is a charge transfer operation that can occur even at 800V or 900V. However, in the case of this display medium, since the voltage distribution by the DC resistance and the voltage application state vary greatly between the part with and without the air layer, the unevenness of the white solid display may increase instead. . Furthermore, since the electric field strength is directly applied even without transfer, it is necessary to design the surface roughness appropriately due to the influence of the air layer. As the roughness, the Beck smoothness on the surface of the recording layer is preferably 200 or less, more preferably 50 to 200, and a smoothness of less than that may cause defects due to line breaks or abnormal discharge in addition to white solid. On the other hand, if it exceeds 200, the occurrence of unevenness of the image becomes large. By being 50 or more, the effect which prevents that a high voltage is applied to the whole surface can be heightened.
[0112]
[Table 5]

[0113]
(Example1)
referenceSiO having an average diameter of 2 microns relative to the surface of the display medium in Example 2₂Particles (Micropearl SP5), SiO with an average diameter of 5 microns₂Particles (Micropearl SP5), SiO with an average diameter of 10 microns₂Particles (Micropearl SP5), titanium dioxide having an average particle size of 0.21 μm (CR60: Ishihara Sangyo Co., Ltd.) dispersed in hexane to which isopropyl alcohol or surfactant is added are spin-coated and then dried. About 10,000 particles / cm²To some extent, it adhered to the surface. Thereafter, writing was performed on the display medium in the same manner as in Example 2. The linear velocity at this time is 12.5 mm / s, the roller diameter is 5 mm, the opening length is 5 dots, Vb = −1000 V, and Vc = 0 V, and no non-aqueous solvent is used. Reference examples arereferenceThis is the same as the case of the display medium without processing in Example 2.
[0114]
The results are shown in Table 6. As can be seen from Table 6, it can be seen that the image unevenness is improved when the surface particles are 5 microns or less. Although not shown in the table, the adhesion rate of the particles on the surface is 10, 100, 1000, 100,000 / cm.²Even in the case of writing. In this case, the adhesion amount is 10 pcs / cm.²Then, the effect was only slightly effective in reducing the unevenness of the image, but the effect increased to 100, 1000, and 10000 and was almost saturated. However, 100,000 / cm²The scattering by the surface particles became conspicuous. It was particularly remarkable when the particle size was large. For this reason, 100 to 10000 / cm²Is preferred.
This is to prevent the contact between the display medium and the charge holding body with a low resistance, and at the same time keep the distance between the display medium and the charge holding body uniform as a spacer.
[0115]
[Table 6]

[0116]
(referenceExample3)
referenceIn Example 2, measurement was performed while changing the writing speed. At this time, the pulse voltage application time for applying a voltage with the electrode array was changed, and at the same time, the writing speed was changed by changing the transport speed. At this time, the roller diameter is 5 mm, the opening length is 5 dots, Vb = −1000 V, Vc = 0 V, and no non-aqueous solvent is used. In addition, an experiment was conducted in which a conductive blade for discharging the display medium was installed at a point 5 mm away from the writing position, and when no discharging was performed. For comparison, Reference Example 2 is also shown.
[0117]
The results are shown in Table 7. Reference Example 2 is also shown in Table 7. As can be seen from Table 7, even when the conveyance speed is increased, writing is performed by holding the charge, so that it is understood that the image quality is almost the same up to 100 mm / s. Further, even when the transport speed is the same and the voltage application time is shortened, it can be confirmed that the image quality is almost equivalent in order to retain and write this charge. Thus, the writing speed can be increased. Further, when the conveying speed is 200 mm / s at the linear speed, the white solid reflectivity decreases because the contact state between the electrode array and the charge holding body or between the charge holding body and the display medium changes, and is due to discharge. This is thought to be due to a significant decrease in charge and transfer rate.
[0118]
Furthermore, when static elimination was performed on the display medium, the resolution could be improved. This is considered to be due to the fact that the charge transferred to the display medium acts on the display medium over a certain period of time and the increase in the reflectance of the blue portion is reduced. In addition, when the repetition characteristics were compared, the ones that did not perform charge removal deteriorated to about 10E2 times or less compared to 10E3 times or more of writing of the conventional electrode array alone, whereas The repeat characteristics of 5E102 were shown. This is considered to be because the electrochemical irreversible reaction due to the leakage current due to the charge on the charge display medium is reduced by removing the extra charge after writing.
[0119]
[Table 7]

[0120]
(referenceExample4)
referenceAn experiment was conducted in which the charge carrier in Example 2 was replaced with a transfer belt member of a Ricoh color copier PRETER 550 instead of electrostatic recording paper, and aluminum coated with polyvinyl butyral (PVB) resin and fluorine resin. . The transfer belt member has a surface resistance of 5E9 Ω / cm.²And the volume resistance is 1E11 Ωcm. The PVB resin was obtained by making XYHL manufactured by Union Carbide Co. into a 10 wt% THF solution, coating the aluminum sheet with a blade coater, and drying to obtain a film thickness of about 10 microns. The fluororesin was obtained by making AV-100 (vinylidene fluoride hexafluoroacetone copolymer) manufactured by Central Glass into a 10 wt% THF solution, coating the aluminum sheet with a blade coater, and drying to obtain a film thickness of about 10 microns. When the relative dielectric constant was determined using a potentiometer while changing the film thickness, the average values were 12.8 (11.4 to 13.6) for AV-100 and 2.7 (2.6 to 2.8) for XYHL. The film thickness was measured with a step difference meter. Using these, similarly to Example 2, the linear velocity was 12.5 mm / s, the roller diameter was 5 mm, the opening length was 5 dots, Vb = −1000 V, Vc = 0 V, and writing was performed without using a non-aqueous solvent. It was. The results are shown in Table 8. Reference Example 2 is also shown in Table 8. As shown in Table 8, it was confirmed that other than the electrostatic recording paper, the charge can be transferred and written. As can be seen from Table 8, when the film thickness is large, the reflection characteristics of the white solid are deteriorated. This is considered to reduce the amount of charge transferred to the display medium by increasing the discharge potential or reducing the distribution of charge to the display medium. The dielectric constant is not unambiguous from the relationship with the dielectric constant of the display medium, but this is also considered to change for the above reason.
[0121]
[Table 8]

(referenceExample5)
The Ricoh black and white laser printer SP10Mark II (dry one-component type) was disassembled and modified so that the charging voltage, the amount of light writing exposure to the photoconductor, and the conveyance speed could be changed, and writing on the display medium was performed. In addition, the paper transfer part is mainly used as a toner transfer part, the developing roller of the toner developing unit is removed, the voltage of the toner transfer unit is not applied, and the fixing device temperature is not applied. Also weakened. The roller diameter of some of the conveying rollers was changed, the spring was weakened, and the pressure applied to the display medium was weakened. The conveyance part with a small curvature radius of the display medium at the time of paper feeding and discharging was removed. The writing exposure amount was set to the maximum value of the apparatus. Further, the charging voltage Vo of the photoreceptor is basically = 1100V, and Vc = 0V. The pulse application voltage time was 3.1 ms when the linear velocity was 40 mm / s, and was inversely proportional to the linear velocity in other cases. Also, the resolution was changed and written. Also, the writing speed was changed. Vo was also changed. Table 9 shows the experimental results. However, the resolution and the like were evaluated by the output resolution.
[0122]
As can be seen from Table 8, images up to 600 dpi could be written on the display medium. Thus, it can be seen that an image can be written on a display medium at a high voltage and with a high resolution without using an electrode array to which a 1000V class driving IC is connected. The decrease in contrast at 600 dpi is considered due to the spread of the electric field due to the film thickness. The resolution of the optical writing system can be easily realized using an LD up to about 1200 dpi.
[0123]
It can also be seen that the transport speed can be increased. In addition, when Vo = −800 V, white solid image unevenness is large and the reflectance is small, it is considered that writing by charge transfer of the photosensitive member is not performed.
[0124]
[Table 9]

[0125]
(Example2)
The Ricoh color copier PRETER550 is disassembled and modified to change the charging voltage, photowriting exposure amount, transport speed, and transfer voltage (transferring portion of the toner transfer belt) to the photoconductor. Went. In addition, after the paper transporting portion is mainly used as the toner paper transfer portion, the developing roller of the toner developing unit is removed, the voltage of the toner paper transfer unit is not applied, and the temperature of the fixing device is not applied. The pressure at fixing was also reduced. The roller diameter of some of the conveying rollers was changed, the spring was weakened, and the pressure applied to the display medium was weakened. The conveyance portion having a small radius of curvature of the display medium at the time of feeding and discharging the toner paper transfer portion was removed. The writing exposure amount was set to the maximum value of the apparatus. The charging voltage of the photosensitive member was set to be significantly higher than the normal −650V, and Vo = −1100V, the transfer potential to the transfer belt was set to 0V, and Vc = 0V. The pulse application voltage time was set to about 5 ms when the linear speed was about 24 mm / s based on the monochromatic cardboard 5 CPM mode. The resolution was 200 dpi. When the potential of the transfer belt was measured by the surface potential system, it was about 80V. Vo was changed. Also, the transfer belt having a thickness of 30 microns, which is 1/5 the thickness of a normal one, was used to facilitate discharge, and the surface was subjected to low μ and hard coating. In addition, non-aqueous liquids were used. Table 10 shows the experimental results.
[0126]
As can be seen from Table 10, it can be seen that using the transfer belt separately from the photoconductor provides stable and reliable image quality. This is because, unlike flexible paper, the photoconductor is scraped by friction with the overcoat layer of a relatively hard display medium, whereas the transfer belt has better wear resistance. It is done. However, since the voltage is already 100 or less in the transfer belt, there is no effect of writing to the display medium by discharge, and thus the solid white reflectance is reduced. Further, when the voltage is high, it is considered that the material of the photoreceptor itself has deteriorated. As the photoconductor, it is preferable to use a photoconductor having a higher withstand voltage than usual.
[0127]
Although not shown in the table, it has been confirmed that when a bias voltage is applied using a positive photoconductor, the voltage increases by 20 to 30 V due to the charge inside the photoconductor. The solid white reflectance increased by about 1%.
[0128]
(Comparative Example 3)
For comparison, durability was evaluated using one of the experiments of Example 4. Basically, Vo = −1100V, and Vc = 0V. The linear velocity here was about 24 mm / s so that the conveyance speed was the same. For comparison, the same photoconductor as PRETER650 in Example 7 was used. This is shown in Table 3. A non-aqueous liquid was used.
[0129]
[Table 10]

[0130]
(Example3)
referenceExample5In this writing apparatus, one of the rollers is a metal roller in contact with the upper surface of the display medium, the lower surface is a soft rubber elastic body and a metal plate, and the display medium is sandwiched between the two. In addition, +500 V was applied to the common electrode of the display medium. The length with which this metal roller is in contact with the display medium was 3 mm. In this apparatus, writing was performed by changing the resolution on a display medium in which an image of a check pattern for specific resolution evaluation was previously written. The conditions at this time are a linear velocity of 40 mm / s and Vb = 1100 V.referenceExample5It is the same. The results are shown in Table 11.
[0131]
As can be seen from Table 11, when writing on a display medium on which an image has been written once using a charge holder, a positive voltage is uniformly applied to the display medium in advance to initialize the image to blue, and then white When the voltage is applied to the display medium while holding the charge only in the display portion, the resolution can be increased while maintaining the contrast.
[0132]
(Comparative Example 4)
referenceExample5Example using a writing device in3In the same manner as above, writing was performed by changing the resolution on a display medium in which an image of a check pattern for specific resolution evaluation was previously written. The conditions at this time are a linear velocity of 40 mm / s and Vb = 1100 V.referenceExample5It is the same. The results are shown in Table 11.
[Table 11]

[0133]
However, the overall resolution determination is a visual evaluation by a plurality of observers. For the check pattern evaluation, the resolution is based on various images output by a laser printer (SP10 Mark II made by Ricoh) by incorporating vertical, horizontal, diagonal line-and-space (L & S), grids and many kanji characters into check pattern B in advance. The resolution was determined comprehensively by visual comparison.
[0134]
(Example4)
  referenceExample5After disassembling and remodeling the Ricoh black and white laser printer SP10Mark II (dry one-component type), the paper transport system was returned to the original for thin paper, and the developing roller of the toner developing means was returned to the original state. With other settings set to the normal initial state, writing on plain paper by the electrophotographic method was performed again, and an image with a resolution of 400 dpi was obtained.
[0135]
As a result, in the writing device to the display medium capable of forming an image by the action of voltage or current and the writing device to the plain paper in the electrophotographic method, the periphery of the photoconductor, the optical writing system, a part of the paper transport unit, etc. You can see that it can be shared. Therefore, a space-saving, multifunctional and inexpensive writing device can be provided.
By making the entire developing unit in contact with or not in contact with the photosensitive member, a common device can be easily realized.
[0136]
【The invention's effect】
  Main departureTomorrowBy bringing the display portion into contact with or in proximity to the display portion of the display medium, the voltage or current is applied to the display portion with a high potential charge for a longer time than before. Therefore, the conveyance speed of the display medium can be increased, and a high-contrast image can be written on the display medium at high speed.
[0137]
  Also this departureTomorrowThe charge holding body holding the charge has a portion made of a photosensitive material, and has means for optically writing image information in the portion made of the photosensitive material, so that a predetermined amount of charge can be easily charged at high resolution. Since it can hold | maintain to a holding body, an image can be easily written in a display medium with high resolution.
[0138]
  Also this departureTomorrowSince the charge holding body holding the charge has means for transferring the charge to another transfer charge holding body, the material in contact with or close to the display medium has high durability. Therefore, it is possible to write with high reliability with little deterioration.
[0139]
  Also this departureTomorrowIn addition to the charge holding body, there is a means capable of applying a voltage or current different from the charge holding body to the same display location, so that the operation time and timing of the voltage or current are different. Since writing can be combined, an image with high contrast and high gradation can be rewritten on the display medium with high resolution.
[0140]
  Also this departureTomorrowSince the charge holding member has a portion shared with the photosensitive member or the transfer member in the electrophotographic writing device, the writing device can be easily shared with the electrophotographic writing device, thus saving space and being inexpensive. Can provide a writing device
[0141]
  Also this departureTomorrowIn addition, since the opening member is provided in the contact portion or in the vicinity of the charge holding body and the display medium, a high-resolution writing device can be provided by limiting the spread of the electric field.
[0142]
  In addition, this departureTomorrowIn addition, since the projection surface made of at least a non-metallic material is provided on the writing surface of the display medium, in order to prevent a low-resistance contact between the display medium and the charge holding body, and to keep the gap constant, A writing device capable of writing a uniform image can be provided. In order to prevent contact and at the same time keep the gap constant, a writing device capable of writing an image with uniform density can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a display writing apparatus and a display medium according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing another example.
FIG. 3 is a schematic view showing another example.
FIG. 4 is a schematic view showing another example.
FIG. 5 is a schematic view showing another example.
FIG. 6 is a schematic view showing an example of a conventional display writing apparatus.
FIG. 7 is a schematic view showing another example.
FIG. 8 is a schematic view showing another example.
[Explanation of symbols]
10 Dielectric
11 Electrode array
12 Substrate
13 Electrode bar
14 Switching circuit
15 Power supply circuit
16 Feed mechanism
31 Charge holding roller
32 Counter electrode roller
33 Support members
34 Optical writing means
35 F theta lens
36 Deflection mirror
37 Laser light
38 Static elimination lamp
39 High-voltage power supply
40 Corona discharge means
41 photoconductor
42 Charge retention roller
43 Counter electrode roller
44 Feed mechanism

Claims

In a writing device capable of displaying an image in accordance with image information on a display medium having a planar portion having a display portion whose visible state can be changed by applying voltage or current, charge holding capable of holding charge on the surface The charge carrier I has a portion made of a photosensitive material provided with a charge generation layer and a charge transport layer thereon, and light is applied to the surface of the photoreceptor of the charge carrier I according to image information. It has means for holding charge by writing, and has a charge holding body II to which charges are transferred from the charge holding body I which is different from the charge holding body I in contact with or close to the charge holding body I, The charge holding body II has a member having a higher resistance on the surface of a member having a lower resistance, and has means for controlling a potential difference between the charge holding body I and the charge holding body II, and the charge holding body II And the display medium are brought into contact with or close to each other It has a step, writing apparatus characterized by comprising means for the voltage or current in accordance with charges of the charge holder II is applied to the display medium.