JP4304761B2 - 電気泳動表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気泳動表示装置の電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】
従来、プラスとマイナスの電位にそれぞれ帯電させた２色の帯電粒子を液体分散媒に多数分散させて封入した透明の樹脂製のマイクロカプセルを層状に形成した記録媒体を用い、この記録媒体を挟むように配設された電極を備えた、この電極に所定の極性の電圧を印加して記録媒体に制御電界をかけることでマイクロカプセルに封入された帯電粒子を任意の方向に移動させ、表示面である記録媒体の一面に２色の帯電粒子のいずれかを集合させて観察者に対して画像を表示する電気泳動表示装置が提案されている。
このような電気泳動表示装置においては、記録媒体を挟んで対向して設けられた電極に電圧を印加することにより制御電界を生じさせ、記録媒体の帯電粒子を電界の向きに従って泳動させることにより、表示面に表示したい色の帯電粒子を集合させ、表示させたくない色の帯電粒子は、表示面と反対方向に泳動させて隠し、表示したい色のみを観察者に対して表示する。また、制御電界を消失させた後は、帯電粒子とマイクロカプセルの壁面との間に生じる鏡像効果により帯電粒子がマイクロカプセルの壁面に付着した状態が維持される、いわゆるメモリ効果で表示した画像が維持される。そのため、電極は、記録媒体上の所定の画素に制御電界が印加できるように、記録媒体に対して相対的に移動可能に構成されている。
上記のような電気泳動表示装置の記録媒体では、多数の球状のマイクロカプセルを層状に形成し表面は凹凸を有するものであったため、あまり記録媒体表面に近接して電極を配置すると電極と記録媒体が干渉して記録媒体を破損することがあった。そのため従来は電極を記録媒体表面の凹凸の影響を受けないように記録媒体表面から大きく離して配置していた。なお、記録媒体表面を平坦にするために大きな圧力をかけて平坦化することも考えられるが、あまり大きな圧力をかけることは内部のマイクロカプセルが破損することがあるので完全な平坦化は困難である。また、記録媒体の表面を平坦化するには透明な樹脂などでマイクロカプセルの凹凸を平坦に覆ってしまうような方法もあるが、この場合は厚い樹脂層を形成する必要があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、記録媒体表面から電極を離れた位置に配置すると電極間の距離が離れ、所定の制御電界をマイクロカプセルに印加するためには大きな電圧を電極に印加しなければならず、電圧印加手段を大きな電圧をかけることが可能なものにすると、装置の大型化、コスト高を招き、電力消費も大きくなるという問題があった。
一方、樹脂層などで表面を平坦化すれば電極を記録媒体表面に近接して配置できるが、結局樹脂層の分だけ電極間の距離が離れるため大きな電圧を印加しなくてはならない点では同じであり、却って記録媒体が厚くなるために可撓性を持たせることが困難になり記録媒体の携帯性を損なうという問題があった。
また、電極間が離れることで一対の電極が印加する制御電界の制御範囲がぼけて、形成される画像の品質も低下するという問題があった。
【０００５】
この発明は上記課題を解決するものであり、電極間の距離を小さくして、制御電界を印加するための電極に印加する電圧を小さくすることにより画像品質が良好で低コスト、省電力の電気泳動表示装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明の電気泳動表示装置では、帯電粒子と、当該帯電粒子を泳動可能に分散させる液体分散媒とを封入したマイクロカプセルが多数層状に形成されたシート状の記録媒体を相対的に搬送する搬送手段と、前記記録媒体に制御電界を印加する電極部と、当該電極部に電圧を印加する電圧印加手段と、当該電圧印加手段が印加する電圧を制御する制御手段とを備え、前記電極部は、回転可能なローラ状に形成され、前記記録媒体の表面に所定の圧力で当接するように付勢する付勢手段を有し、当該記録媒体の搬送に従って回転しながら前記記録媒体に接触して電圧を印加する第１の電極と、前記搬送手段により搬送される記録媒体を挟むように前記第１の電極と対向して配設され、前記第１の電極と協働して前記記録媒体の画素単位毎に電圧を印加して制御電界を形成する第２の電極とを備えて構成されたことを特徴とする。
【０００７】
この構成に係る電気泳動表示装置では、電極部を構成する電極のうち第１の電極が付勢手段により付勢された回転可能なローラ状に形成されて記録媒体の表面に所定の圧力で当接して電界を印加するため、電極が記録媒体表面に対して転がり接触するため摺動することがなく、ローラ状の電極が記録媒体に接触しても記録媒体を破損することがない。そのため、第１の電極と記録媒体との間の距離を、第１の電極が記録媒体の表面に接触する位置まで近接させることができ、よって電極部の第１の電極と第２の電極の間の距離を小さくすることができる。そのため、所定の強さの制御電界を印加するために電極部の電極に印加する電圧を小さくすることができ、電気泳動表示装置の小型化・低コスト化・省電力化を図ることができる。さらに、電極間を近接させることで制御電界の制御範囲を明確にして、高品質な画像を形成できる。
【０００８】
また、請求項２に係る発明の電気泳動表示装置では、請求項１に記載の電気泳動表示装置の構成に加え、前記第２の電極は、前記記録媒体の画素毎に電圧の印加が可能な分割された多数の小電極を有するアレイ状の電極から構成されることを特徴とする。
【０００９】
この構成に係る電気泳動表示装置では、一方の電極を記録媒体の画素毎に電圧の印加が可能な分割された多数の小電極を有するアレイ状の電極から構成することでローラ状に形成された電極を共通電極として、構成を簡単にすることができる。
【００１０】
請求項３に係る発明の電気泳動表示装置では、請求項１に記載の電気泳動表示装置の構成に加え、前記第２の電極は、前記記録媒体の画素毎に電圧の印加が可能な分割された多数の小電極を有するローラ状の電極から構成されることを特徴とする。
【００１１】
この構成に係る電気泳動表示装置では、電極をいずれもローラ状の電極とすることで、記録媒体を破損しないで最も電極間の距離を小さくすることができる。そのため所定の制御電界を印加するために電極に印加する電圧も小さくすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電気泳動表示装置を好ましい１の実施の形態である電気泳動表示装置１により、添付図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、電気泳動表示装置１の構成の概略を示す模式図である。図１に示すように、電気泳動表示装置１は、記録媒体ＰＰを表裏から挟んで協働して搬送する２対の搬送ローラ５１，５２を有して、上電極部２・下電極部３と、記録媒体ＰＰとを相対的に移動させる記録媒体搬送部５が備えられる。また、この２対の搬送ローラ５１，５２の間に配置され、記録媒体ＰＰの表示面側（図１上側）に回転しながら付勢部２５により付勢されて接触し、電極電圧印加回路６から電圧を印加する上電極部２と、記録媒体ＰＰの表示面側と反対側（図１下側）に接触又は近接して電圧を印加する下電極部３とが備えられる。上電極部２は共通電極となっており、下電極部３は、画素毎に対応したセグメント電極として構成されており（図３参照）、それぞれの電極が配線８により制御部４に接続される。制御部４は、画像データに基づいて電極に電圧を印加し、記録媒体ＰＰに制御電界を印加して画像を形成する。
【００１４】
記録媒体搬送部５は、駆動モータ９を備える。この駆動モータ９は、制御部４のコンピュータ１０から制御信号がモータ駆動回路７に送られ、この制御信号を受けてモータ駆動回路７からの駆動信号が駆動モータ９送られて、制御されて回転される。この回転が１対の搬送ローラ５１に伝達され、搬送ローラ５１は、記録媒体ＰＰを挟持しながら協働して記録媒体ＰＰを搬送方向であるＸ方向（図１左方向）に移動させるように回転する。同様に他の１対の搬送ローラ５２も駆動モータ９から図示外の動力伝達手段を介して駆動されて搬送ローラ５１と同期して回転する。搬送ローラ５１，５２は記録媒体ＰＰの方向に付勢されて記録媒体を挟持するように圧接されており、摩擦力で記録媒体ＰＰを搬送する。
【００１５】
図３は、電気泳動表示装置１の上電極部２及び下電極部３の構成の一部を示す斜視図である。搬送される記録媒体ＰＰの上側に配置されるローラ電極２１は、その表面を電極２２として構成されたステンレススチールや銅合金などの導電性に優れる金属からなる円筒ローラで、その両端部に突設された導電性の高い材料、例えばステンレススチールからなるローラ軸２３が設けられ回転自在に軸支部２４に軸支される。軸支部２４は、その一端が図示外の本体フレームに固定された軸支部２４の固定部２４ｂが固定されており、且つ上下（図３Ｚ方向及び反Ｚ方向）に移動可能にローラ軸２３を回転自在に軸支しするためのスリット状の開口部である支持孔２４ａが穿設されている。このように軸支された支持軸２３を上から下（図３Ｚ方向）に付勢する付勢手段である付勢部２５を備える。付勢部２５は、支持軸２３を上から下（図３Ｚ方向）に付勢する板ばね２５ａが配設され、その基部は固定部２５ｂに固定されている。この板ばね２５ａは、接触子としての機能を有しており、配線８により電極電圧印加回路６（図１参照）に接続され、導電性の高いステンレススチールからなるローラ軸２３に付勢されて圧接されて電極２２に電圧を印加可能に構成されている。
【００１６】
下電極部３は、多数の微小なステンレススチール等の金属片あるいは金属薄膜からなる電極３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ，３２ｆ・・・３２ｎ（図示外）が、搬送される記録媒体ＰＰの下面側の画素に対応した位置に接触可能に配置にされている。なお、下電極部３は、記録媒体ＰＰの表示面側と反対面に接触しているため、記録媒体ＰＰに摺動して多少の傷が付いてもその画像には影響を与えない。そのため、記録媒体ＰＰの下側（図Ｚ方向側）に極めて近接した位置に配設されている。そして記録媒体ＰＰの搬送方向Ｘに垂直な記録媒体ＰＰの幅方向に、セグメント電極が直線状に並べられて配置されアレイ電極３１として構成されている。そして、それぞれの電極３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ，３２ｆから図示外の３２ｎまでが、配線８により電極電圧印加回路６に接続されており、それぞれの電極３２に個別に電圧を印加可能に構成されている。従って、本実施の形態では、このローラ電極２１，アレイ電極３１により記録媒体ＰＰの幅方向を一括して画素ごとに電界を印加して画像形成しながら記録媒体ＰＰをＸ方向に移動させて走査し、ページ全体の画像を形成するいわゆるページプリンタと同様な構成とされている。
【００１７】
図１に示す制御部４は、制御用の図示しないＣＰＵ及びＲＡＭ、ＲＯＭを備えた周知のコンピュータ１０を備える。このコンピュータ１０は、外部コンピュータにより構成されるものであってもよい。制御部４には、図示しないインタフェイスを介して画像情報が取り込まれ、コンピュータ１０はこの画像情報に基づいて制御信号を発生させる。このコンピュータ１０からの微弱な制御信号に応じて各電極２２，３２から記録媒体ＰＰに十分な電界を印加できるように電極電圧印加回路６を備える。電極電圧印加回路６には、図示を省略するが電圧印加のための電源部、コンピュータ１０から送られる画像情報に基づいて回路の開閉や極性の選択を行う電圧制御部が設けられている。この電極電圧印加回路６から配線８を介して駆動信号を出力して各電極２２，３２に電圧を印加し、搬送される記録媒体ＰＰに対して各画素に応じた電界の向きになるように各電極から電界を印加して画像を形成する。また、前述のように記録媒体搬送部５に備えられた駆動モータ９をコンピュータ１０からの制御信号に基づいて駆動信号を出力して駆動するモータ駆動回路７を備える。
【００１８】
ここで、本実施の形態１の電気泳動表示装置１に用いられる記録媒体ＰＰについて説明する。図５（Ａ）は、記録媒体ＰＰの構成の１例を示す模式断面図である。
【００１９】
図５（Ａ）に示すように記録媒体ＰＰは、可撓性を有する樹脂製の厚さ５０（μｍ）のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の薄膜からなる基層Ｐ１の表面に多数のマイクロカプセルＰ１０を面状に配列し、マイクロカプセルＰ１０間の間隙を透明な可撓性を有する例えばＰＥＴからなる可撓性媒体Ｐ１２で充填して厚さがおよそ１５０（μｍ）〜２００（μｍ）の層状の帯電表示層Ｐ３を形成して構成される。この場合、可撓性媒体Ｐ１２により記録媒体ＰＰの表面を平坦に形成することはマイクロカプセルＰ１０の形状から難しく、細かい凹凸が多数できる。なお、図５（Ａ）においては、説明のためこの凹凸を強調している。この帯電表示層Ｐ３は、図５（Ａ）に示すようにマイクロカプセルＰ１０が１段の層状に形成されたもの以外にも複数段積層された層になっているものでもよい。
【００２０】
薄くて強度が高いテープ状の基層１を設けることで、記録媒体ＰＰの成形工程を容易にし、平坦性を高めることができる。また、記録媒体ＰＰの強度を高め、伸びや亀裂等を効果的に防止できる。また、基層Ｐ１は帯電表示層Ｐ３と一体にＰＥＴ等で形成されてもよいが、ここでは、基層Ｐ１は白色に着色されて、マイクロカプセルＰ１０の表示面Ｐ１１に白色の帯電粒子Ｐ２ａが集合し白色を表示する場合に、マイクロカプセルＰ１０の隙間から基層Ｐ１が見えても白色が濁らないように白色の着色層として構成されている。
【００２１】
図５（Ｂ）は、基層１を有さない記録媒体ＰＰの他の１例を示す模式断面図である。基層１は、必ずしも必須のものではなく、図５（Ｂ）に示すように、この基層Ｐ１なしで、マイクロカプセルＰ１０と可撓性媒体Ｐ１２により構成することもできる。この場合は、基層１を有さない分全体の厚みを薄くすることができるという有利な点があるが、平坦性や記録媒体としての強度の点で不利である。基層１がない場合には、可撓性媒体Ｐ３により強度を保持するため、図５（Ｂ）に示すように、マイクロカプセル層を表示面側に寄せ、他の一面側は可撓性媒体Ｐ１２の連続した層を形成して記録媒体ＰＰの強度を確保する。
【００２２】
このように構成された記録媒体ＰＰは、図１に示すように、電気泳動表示装置１に配設された上電極部２、下電極部３に挟まれ、帯電表示層Ｐ３に画像情報に基づいて画素単位で電界が印加されることにより、マイクロカプセルＰ１０の内部に多数封入された帯電特性及び色の異なる２種類の帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ（図６参照）が移動し、図６の上側の表示面Ｐ１１に所望の画像を表示させるものである。以下、この記録媒体ＰＰの構成を詳細に説明する。
【００２３】
図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、マイクロカプセルＰ１０の変化の様子を表す図である。ここで、図６（Ａ）は、本実施の形態の記録媒体ＰＰにおいて制御電界が印加される前のマイクロカプセルＰ１０の構造を示す模式図である。マイクロカプセルＰ１０は、液体分散媒Ｐ４に帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂを分散させた分散系を、球状の透明な外殻部Ｐ５の中に内包する構造となっている。
【００２４】
ここでまず、マイクロカプセルＰ１０の製造方法の概略について説明する。マイクロカプセル化の方法としては、既に当業界において公知の技術となっている方法で作製することが可能である。例えば、米国特許第２８００４５７号、同第２８００４５８号明細書等に示されるような水溶液からの相分離法、特公昭３８−１９５７４号、特公昭４２−４４６号、特公昭４２−７７１号公報等に示されるような界面重合法、特公昭３６−９１６８号、特開昭５１−９０７９号公報等に示されるモノマーの重合によるイン・サイチュ（ｉｎ−ｓｉｔｕ）法、英国特許第９５２８０７号、同第９６５０７４号明細書等に示される融解分散冷却法等があるが、これらに限定されるものではない。本実施の形態のマイクロカプセルＰ１０の製造方法は、界面重合法により行っており、以下この場合に基づいてマイクロカプセルＰ１０の製造方法を説明する。
【００２５】
マイクロカプセルＰ１０の外殻部Ｐ５の形成材料としては、上述のカプセル製造方法にて外殻部Ｐ５が作製可能であれば、無機物質でも有機物質でもよいが、光を十分に透過させるような材質が好ましい。具体例としては、ゼラチン、アラビアゴム、デンプン、アルギン酸ソーダ、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、ポリユリア、ポリスチレン、ニトロセルロース、エチルセルロース、メチルセルロース、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂等、及びこれらの共重合物等が挙げられる。
【００２６】
図６（Ａ）に示すマイクロカプセルＰ１０の粒子径Ｄは、高解像度の表示装置を実現するためには、理論的には小さいほど好ましいといえるが、帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂを内包する構造であるため、実際には、約５（μｍ）以上、約２００（μｍ）以下であることが望ましい。本実施の形態の記録媒体ＰＰでは、２種類の帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂは分散剤と共に約３０〜１００（μｍ）のマイクロカプセルＰ１０に封入させている。
【００２７】
帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂは、染料または顔料を分散した有機化合物や、顔料などの無機化合物が挙げられる。染料としては、以下のようなものがある。従来から油性インク組成物に用いられている染料であればどれでも使用可能であるが、アゾ染料、金属錯塩染料、ナフール染料、アントラキノン染料、インジゴ染料、カーボニウム染料、キノイミン染料、シアニン染料、キノリン染料、ニトロ染料、ニトロソ染料、ベンゾキノン染料、ナフトキノン染料、ナフタルイミド染料、ペノリン染料、フタロシアニン染料、等の油溶性染料が好ましく、これらの染料は、組み合わせて使用することも可能である。
【００２８】
また、顔料としては、以下のようなものが使用できる。日本で通用する有機顔料の通称名として、黄色では、Ｈａｎｓａ Ｙｅｌｌｏｗ、Ｂｅｎｚｉｎｅ Ｙｅｌｌｏｗ等が使用できる。赤色では、Ｐａｒｍａｎｅｎｔ Ｒｅｄ、ｂｅｎｚｉｎｅ ｏｒａｎｇｅ、ｐｙｒａｚｏｌｏｎｅ ｏｒａｎｇｅ、ｖｕｌｃａｎ ｏｒａｎｇｅ、ｏｒａｎｇｅ ｌａｋｅ、ｐａｒａ ｒｅｄ、ｌａｋｅ ｒｅｄ、ｔｏｌｕｉｄｉｎｅ ｒｅｄ、ｂｒｉｌｌ ｆａｓｔ ｓｃａｒｌｅｔ、ｂｒｉｌｌ ｃａｒｍｉｎｅ、ｂｒｉｌｌ ｓｃａｒｌｅｔ、ｂｏｒｄｏ、ｗａｔｃｈｕｎｇ ｒｅｄ、ｌｉｔｈｏｌ ｒｅｄ、ｂｏｎ ｍａｒｏｏｎ、ｌａｋｅ ｂｏｒｄｏ、ｒｈｏｄａｍｉｎｅ、ｍａｄｄｅｒ ｌａｋｅ等が使用できる。紫色では、ｒｈｏｄａｍｉｎｅ ｂ ｌａｋｅ、ｄｉｏｘａｚｉｎｅ ｖｉｏｌｅｔ、ｃｒｙｓｔａｌ ｖｉｏｌｅｔ ｌａｋｅ等が使用できる。青色では、ｖｉｃｔｏｒｉａ ｐｕｒｅ ｂｌｕｅ ｌａｋｅ、ｖｉｃｔｏｒｉａ ｂｌｕｅ ｌａｋｅ、ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｂｌｕｅ、ｆａｓｔ ｓｋｙ ｂｌｕｅ、ｔｈｒｅｎｅ ｂｌｕｅ ｒｓ等が使用できる。緑色では、ｄｉａｍｏｎｄ ｇｒｅｅｎ ｌａｋｅ、ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｇｒｅｅｎ、ｐｉｇｍｅｎｔ ｇｒｅｅｎ ｂ、ｇｒｅｅｎ ｇｏｌｄ等が使用できる。黒色では、ｄｉａｍｏｎｄ ｂｌａｃｋが使用できる。
【００２９】
また、無機顔料としては以下のようなものが使用できる。黒色では、カーボンブラック等が使用でき、白色では、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化すずなどが使用できる。
【００３０】
有機化合物としては、以下のような合成樹脂、合成ワックスなどの合成物や、天然ワックスなどが使用できる。
【００３１】
合成樹脂、合成ワックスとして、その出発モノマーにメチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｉｓｏ−ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、ｉｓｏ−ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエーテル、ｉｓｏ−ブチルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル、スチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、エチレン、プロピレン、イソプレン、クロロプレン、ブタジエン等を使用することが可能である。
【００３２】
更に、前記モノマーには、カルボキシル基、水酸基、メチロール基、アミノ基、酸アミド基、グリシジル基等の官能基を有するモノマーが混合されても良い。カルボキシル基を有するものはアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸等、水酸基を有するものはβ−ハイドロキシエチルアクリレート、β−ハイドロキシエチルメタクリレート、β−ハイドロキシプロピルアクリレート、β−ハイドロキシプロピルメタアクリレート、アリルアルコール等、メチロール基を有するものはＮ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド等、アミノ基を有するものはジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート等、酸アミド基を有するものはアクリルアミド、メタクリルアミド等、グリシジル基を有するものはグリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、グリシジルアリルエーテル等が例示される。また、これらのモノマーを単体、または、複数のモノマーを混合して使用することが可能である。
【００３３】
天然ワックスとしては、以下のような植物系、動物系、鉱物系、石油系ワックスなどが使用できる。
【００３４】
植物系ワックスとしては、キャンデリラワックス、カルナバワックス、ライスワックス、木ろう、ホホバ油などが使用できる。動物系ワックスとしては、みつろう、ラノリン、鯨ろうなどが、鉱物系ワックスとしては、モンタンワックス、オゾケライト、セレシンなどが、石油系ワックスとしては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタムなどがそれぞれ使用できる。
【００３５】
次に、液体分散媒Ｐ４としては、少なくとも高絶縁性、無色透明性が求められ、水、アルコール類、各種エステル、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、四環式炭化水素、ハロゲン化炭化水素等のほか、天然または合成の各種の油などを使用できる。
【００３６】
分散系を生成するには、まず液体分散媒Ｐ４にプラスの帯電極性を持つ黒色の帯電粒子Ｐ２ａとマイナスの帯電極性を持つ白色の帯電粒子Ｐ２ｂとを均一分散させる。更に、この分散液と、界面活性剤を添加した蒸留水を撹拌混合させ、分散液のエマルジョンを作製する。分散液エマルジョンの大きさは、撹拌速度、または、乳化剤、界面活性剤の種類と量とにより所望の大きさに調節される。また、必要に応じて１種類以上の乳化剤、界面活性剤、電解質、潤滑剤、安定化剤などを適宜添加することができる。
【００３７】
このとき、帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂは、体積平均粒子径／個数平均粒子径で表される粒度分布の分散度が約２以下であることが好ましい。
【００３８】
また、図６（Ａ）に示す帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの平均粒子径ｄは、マイクロカプセルＰ１０の粒子径Ｄに対し約１／１０００以上、約１／５以下であることが好ましい。粒子径ｄがマイクロカプセルＰ１０の粒子径Ｄの約１／５以上である帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂを内包したマイクロカプセルＰ１０では、電界を印加して画像形成する際に、極性の異なる帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂがお互いの泳動の妨げとなり、応答速度が極端に低下する。また、粒子径ｄがマイクロカプセルＰ１０の粒子径Ｄの約１／１０００以下である帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂは、マイクロカプセルＰ１０内で凝集してしまい、電界に対する応答性の低下や、表示ムラを引き起こしてしまうことがある。本実施の形態の記録媒体ＰＰにおいては、微粒子は平均粒子径約１〜１０（μｍ）であり、黒いプラスの帯電粒子Ｐ２ａと、白いマイナスの帯電粒子Ｐ２ｂの２種類が用いられている。
【００３９】
帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの量は、マイクロカプセルＰ１０中において、帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの体積が、前記マイクロカプセルＰ１０の容積に対し、各々約１．５％以上、約２５％以下であり、且つマイクロカプセルＰ１０に内包されているすべての帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの体積の総和が、マイクロカプセルＰ１０の容積に対して各々約１．５％以上、約５０％以下であるように調整することが好ましい。
【００４０】
マイクロカプセルＰ１０に内包される帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの体積が、マイクロカプセルＰ１０の容積に対し各々約１．５％以下である場合、制御電界により帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂがマイクロカプセルＰ１０の外殻部Ｐ５の壁端部に移動しても、カプセル半球面の１／２を占めることができず、低コントラストを招いたり、または背後の他色の帯電粒子や背面の電極等の色が観察者の目に触れてしまう。
【００４１】
また、帯電極性の異なる帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの体積がマイクロカプセルＰ１０の容積に対し各々約２５％以上であり、且つマイクロカプセルＰ１０に内包されている帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの体積の総和が、マイクロカプセルＰ１０の容積に対して約５０％以上であるような場合、制御電界に対し帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂが応答する際に、衝突によりお互いの帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂが泳動の妨げとなってしまう。このため、制御電界の印加から画像形成が完結するまでの応答速度が著しく低下してしまう。
【００４２】
本実施の形態の記録媒体ＰＰは、上述のような構成を備えるため以下のような作用を有する。ここで図６（Ａ）に示すマイクロカプセルＰ１０は、未だ電界を印加されない状態であり、帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂは、均一の状態でマイクロカプセル内に分散して存在する。なお、ここでは図の上方（反Ｚ方向）が、マイクロカプセルＰ１０の表示面Ｐ１１である表示方向である。
【００４３】
図７は、記録媒体ＰＰに上電極部２の電極２２ａ，２２ｂ及び下電極部３の電極３２ａ，３２ｂにより電界を印加した状態を表す模式図である。図７に示すように、対応する上電極部２と下電極部３のそれぞれの電極２２ａと３２ａ，２２ｂと３２ｂに電圧が印加されると、印加された電圧の極性に応じた向きの電界が生じる。ここでは、電気力線をＥＬで示す。図７左に示す上電極部２の電極２２ａは陰極で、下電極部３の電極３２ａは陽極である。従って、上向きの電界を生じるが、この電界の中におかれたマイクロカプセルＰ１０ａを例に説明する。図６（Ｂ）は、均一な上向きの電界を印加した状態のマイクロカプセルＰ１０ａ内の帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの状態を示す模式図である。図６（Ｂ）において、上電極部２を陰極、下電極部３を陽極とするように電圧を印加すると、上向きの電界が生じ、プラスに帯電した黒色の帯電粒子Ｐ２ａは陰極である上の電極２２ａの方向に、マイナスに帯電した白色の帯電粒子Ｐ２ｂは陽極である下の電極３２ａの方向に、それぞれ引き寄せられ、帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂはマイクロカプセルＰ１０ａの外殻部Ｐ５の内壁面に付着する。
【００４４】
図６（Ｃ）は帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂが、それぞれ電極２２、３２側に引き寄せられてマイクロカプセルＰ１０ａの外殻部Ｐ５の内壁面に付着した状態を示す。そのため、図７左側のようであれば上電極部２側、即ち表面側の表示面Ｐ１１側からＺ向きに観察すると、帯電粒子Ｐ２ａのみが観察され、帯電粒子Ｐ２ａが着色された黒色のみが表示面に表示される。
【００４５】
なお、この状態で電圧の印加を停止しても、液体分散媒Ｐ４の粘度及び鏡像力により図６（Ｃ）に示す状態が維持される、いわゆるメモリ効果がある。また、この状態で、ある程度の強度までの電界を受けたとしても、ヒステリシスのためこの状態が維持される。すなわち、ここで形成された画像はこの記録媒体ＰＰに安定して記録されることになる。
【００４６】
一方、上電極部２と下電極部３に図６（Ｂ）と異なる極性で再び電圧を印加した場合、ヒステリシスの限界を超える電界が印加されれば、図７右側に示すように帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂは再び移動して位置が逆転し、マイクロカプセルＰ１０の帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂにより形成される画像は書き替えられる。
【００４７】
電気泳動表示装置１及び記録媒体ＰＰは、以上のように構成される。次にこのように構成された電気泳動表示装置１の記録媒体ＰＰに記録する場合の作用について、従来の電気泳動表示装置と比較しつつ説明する。
【００４８】
ここで、図８は、従来の電気泳動表示装置１０１の構成の概略を示す模式図である。また、図９は、従来の電気泳動表示装置１０１の上電極部２及び下電極部３の配置を模式的示す斜視図である。従来の電気泳動表示装置１０１は、図９に示すように上電極部１０２は、多数の微小なステンレススチール等の金属片あるいは金属薄膜からなる電極１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，・・・１２２ｎが、搬送される記録媒体ＰＰの表面側の画素に対応した位置からの距離Ｌ１がおよそ５００（μｍ）になるように反Ｚ方向に離して記録媒体ＰＰ表面と干渉が起こらないような間隙を有して配置される。従って、電極間の距離Ｌ２はおよそ６５０〜７００（μｍ）の距離離れる。記録媒体ＰＰの搬送方向Ｘに垂直、つまり記録媒体ＰＰの幅方向に、セグメント電極１２２ａ・・・が直線状に並べられて配置され電極アレイ１２１として構成されている。また、下電極部１０３は、上電極部１０２と同様な構成とされて、上電極部１０２のそれぞれの電極１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，・・・１２２ｎに対応した電極１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ，・・・１３２ｎを備えた電極アレイ１３１が、記録媒体ＰＰの下面（Ｚ方向側）に接触又は近接して対向配置される。従って、電気泳動表示装置１とは、上電極部２の構成のみが異なる。つまり従来の上電極部１０２は、本実施の形態の電気泳動表示装置１の上電極部２がローラ電極２１を備えるのに対して、下電極部１０３と同様な固定されたアレイ電極１２１が記録媒体ＰＰから一定間隔離して配置されて構成されることで異なる。
【００４９】
このような構成の違いから、本実施の形態の電気泳動表示装置１では、従来の電気泳動表示装置１０１の作用と異なり以下のような作用及び効果がある。従来の電気泳動表示装置１０１では、マイクロカプセルＰ１０に対しておよそ４００（Ｖ／ｍｍ）の制御電界を印加するために、およそ７００（μｍ）離れた電極に２８０（Ｖ）の電圧を０．５秒程度印加する必要があった。これに対し、本実施の形態の電気泳動表示装置１では、上電極部２が記録媒体ＰＰの表面に接触しているので、上電極部２と下電極部３との距離が、記録媒体ＰＰの厚さである１５０（μｍ）〜２００（μｍ）とすることができるので、従来と同じ制御電界を記録媒体ＰＰに印加するために電極に印加する電圧は７０（Ｖ）にすることができる。
【００５０】
従って、電極に印加する電圧が従来より低くてもよいため、本実施の形態の電気泳動表示装置１では、電極電圧印加回路６（電圧印加手段）の出力を小さなものにできるという効果がある。そのため、電極電圧印加回路６も従来より低電圧の回路構成とすることができる。また、印加する電圧を下げることができることから消費する電力も少なくすることができ、省電力化を図ることができる。さらに、上電極部２と下電極部３と電極間の距離を小さなものとすることで、記録媒体ＰＰの画素に対する制御がより正確にできるという効果があり、もって形成される画像の品質も向上させることができるという効果がある。
【００５１】
以上、１の実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は以下の変形例のように変形しても実施できる。
【００５２】
図２は、電気泳動表示装置１の変形例１の構成の概略を示す模式図である。例えば図２に示す変形例１では、上電極部２０２ばかりでなく下電極部２０３もローラ電極にするような構成で本発明の実施をするものである。尚電極以外の他の構成については電気泳動表示装置１と同様に構成される。
【００５３】
図４は、電気泳動表示装置１の変形例１における上電極部２０２及び下電極部２０３の構成の一部を示す斜視図である。図４に示すように、上電極部２０２は、その表面を絶縁体により覆われた円筒ローラと、リング状に構成され、円筒ローラに環装されたステンレススチールや銅合金などの導電性に優れる金属からなる電極部２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｃ，２２２ｄ，２２２ｅから、図示しない２２２ｎまでが記録媒体ＰＰの画素に対応した位置に設けられて構成される。その両端部に突設されたローラ軸２２３が設けられ回転自在に軸支部２２４のに軸支される。軸支部２２４は、上部２２４ａと下部２２４ｂからなり、上部２２４ａの突出部が下部２２４ｂに設けられた孔に挿入可能に形成され、軸支部２２４全体が伸縮可能に構成されている。上部２２４ａの一端が図示外の本体フレームに固定され、下部２２４ｂの下端部に配置された図示しないベアリングにより回転自在にローラ軸２２３が軸支される。このように軸支された支持軸２２３を上から（図３Ｚ方向）に付勢する付勢手段である付勢部２２５が設けられる。付勢部２２５には圧縮コイルスプリングであるスプリング２２５ａを備える。付勢部２２５は、支持軸２２３を上から（図３Ｚ方向）に付勢するようにスプリング２２５ａが上部を軸支部２２４の上部２２４ａに設けられたばね受け部２２５ｃ固定され、下部を軸支部２２４の下部２２４ｂに設けられたばね受け部２２５ｂに固定されて軸支部２２４を伸長するように付勢している。なお、図示しないが下電極部２０３のローラ軸２３３も上電極部２０３と同様に支持されるように構成される。
【００５４】
ローラ電極２２１の一端部には、例えば８本の環状の電極２２８が設けられ、この電極にそれぞれ接触子２２６が接触し、制御信号及び駆動電流を伝える。接触子２２６は、配線８により電極電圧印加回路６に接続され制御信号を受ける。ローラ電極２２１内には図示しないフリップフロップ回路が設けられて、必要な電圧が画素に応じた所定の電極にそれぞれ印加される。
【００５５】
このように構成された変形例１の電気泳動表示装置では、上電極部２０２及び下電極部２０３をいずれもローラ状の電極とすることで、記録媒体ＰＰに転がり接触による接触のみで、摺動することがないので、記録媒体ＰＰを破損する事なしに最も上電極部２０２及び下電極部２０３の電極間の距離を記録媒体ＰＰの厚みまで小さくすることができる。そのため所定の制御電界を印加するために電極に印加する電圧も最も小さくすることができる。
【００５６】
以上、本発明を１の実施の形態及び変形例により説明したが、さらに以下のようにしても実施できる。
【００５７】
電極部は、少なくともいずれか一方が画素毎に電界を印加できればよく、また電極の配列も種々の変形ができる。
【００５８】
また、付勢手段は、電気泳動表示装置１に示す板ばね２５ａを用いたものや、変形例１に用いたコイルスプリング２２５ａ等の他にも、各種のばね或いはトーションバーやゴムなどの弾性体等を用いてもよく、何らかの方法で付勢できればよい。
【００５９】
記録媒体ＰＰも、例示のような構成に限らず電極に挟まれて電気泳動により画像が表示できるものであれば、種々のものが使用できる。
【００６０】
以上、１の発明の実施の形態である電気泳動表示装置１及びその変形例１により本発明を説明したが、本発明は発明の実施の形態である電気泳動表示装置１及びその変形例１に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明を逸脱しない限り種々変更して実施できることはいうまでもない。
【００６１】
【発明の効果】
上記説明より明らかなように、請求項１に係る発明の電気泳動表示装置によれば、電極部を構成する電極のうち第１の電極が付勢手段により付勢された回転可能なローラ状に形成されて記録媒体の表面に所定の圧力で当接して電界を印加するため、電極が記録媒体表面に対して転がり接触するため摺動することがなく、ローラ状の電極が記録媒体に接触しても記録媒体を破損することがないという効果がある。そのため、第１の電極と記録媒体との間の距離を、第１の電極が記録媒体の表面に接触する位置まで近接させることができ、よって電極部の第１の電極と第２の電極の間の距離を小さくすることができるという効果を奏する。そのため、所定の強さの制御電界を印加するために電極部の電極に印加する電圧を小さくすることができ、電気泳動表示装置の小型化・低コスト化・省電力化を図ることができるという効果も奏する。さらに、電極間を近接させることで制御電界の制御範囲を明確にして、高品質な画像を形成できるという効果がある。
【００６２】
また、請求項２に係る発明の電気泳動表示装置によれば、請求項１に係る発明の電気泳動表示装置の効果に加え、一方の電極を記録媒体の画素毎に電圧の印加が可能な分割された多数の小電極を有するアレイ状の電極から構成することでローラ状に形成された電極を共通電極として構成を簡単にすることができるという効果がある。
【００６３】
請求項３に係る発明の電気泳動表示装置によれば、請求項１に係る発明の電気泳動表示装置の効果に加え、電極をいずれもローラ状の電極とすることで、記録媒体を破損しないで最も電極間の距離を小さくすることができるという効果がある。そのため所定の制御電界を印加するために電極に印加する電圧も小さくすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気泳動表示装置１の構成の概略を示す模式図である。
【図２】電気泳動表示装置１の変形例１の構成の概略を示す模式図である。
【図３】電気泳動表示装置１の上電極部２及び下電極部３の構成の一部を示す斜視図である。
【図４】電気泳動表示装置１の変形例１における上電極部２０２及び下電極部２０３の構成の一部を示す斜視図である。
【図５】（Ａ） 記録媒体ＰＰの構成の１例を示す模式断面図である。
（Ｂ） 基層１を有さない記録媒体ＰＰの他の１例を示す模式断面図である。
【図６】マイクロカプセルＰ１０の変化の様子を表す図である。
（Ａ） 本実施の形態の記録媒体ＰＰにおいて制御電界が印加される前のマイクロカプセルＰ１０の構造を示す模式図である。
（Ｂ） 均一な上向きの電界を印加した状態のマイクロカプセルＰ１０ａ内の帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの状態を示す模式図である。
（Ｃ） 電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂが、それぞれ電極３２，２２側に引き寄せられてマイクロカプセルＰ１０ａの外殻部Ｐ５の内壁面に付着した状態を示す。
【図７】記録媒体ＰＰに上電極部２の電極２２ａ，２２ｂ及び下電極部３の電極３２ａ，３２ｂにより電界を印加した状態を表す模式図である。
【図８】従来の電気泳動表示装置１０１の構成の概略を示す模式図である。
【図９】従来の電気泳動表示装置１０１の上電極部２及び下電極部３の配置を模式的示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 電気泳動表示装置
２ 上電極部２（電極部／第１の電極）
３ 下電極部３（電極部／第２の電極）
４ 制御部４（制御手段）
５ 記録媒体搬送部
６ 電極電圧印加回路６（電圧印加手段）
７ モータ駆動回路
８ 配線
９ 駆動モータ
１０ コンピュータ
２１ ローラ電極
２２ 電極
２３ ローラ軸
２４ 軸支部
２５ 付勢部
３１ アレイ電極
３２ 電極
ＰＰ 記録媒体
Ｐ１ 基層
Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ 帯電粒子
Ｐ３ 帯電表示層
Ｐ４ 液体分散媒
Ｐ５ 外殻部
Ｐ１０ マイクロカプセル
Ｐ１１ 表示面
Ｐ１２ 可撓性媒体
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気泳動表示装置の電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】
従来、プラスとマイナスの電位にそれぞれ帯電させた２色の帯電粒子を液体分散媒に多数分散させて封入した透明の樹脂製のマイクロカプセルを層状に形成した記録媒体を用い、この記録媒体を挟むように配設された電極を備えた、この電極に所定の極性の電圧を印加して記録媒体に制御電界をかけることでマイクロカプセルに封入された帯電粒子を任意の方向に移動させ、表示面である記録媒体の一面に２色の帯電粒子のいずれかを集合させて観察者に対して画像を表示する電気泳動表示装置が提案されている。
このような電気泳動表示装置においては、記録媒体を挟んで対向して設けられた電極に電圧を印加することにより制御電界を生じさせ、記録媒体の帯電粒子を電界の向きに従って泳動させることにより、表示面に表示したい色の帯電粒子を集合させ、表示させたくない色の帯電粒子は、表示面と反対方向に泳動させて隠し、表示したい色のみを観察者に対して表示する。また、制御電界を消失させた後は、帯電粒子とマイクロカプセルの壁面との間に生じる鏡像効果により帯電粒子がマイクロカプセルの壁面に付着した状態が維持される、いわゆるメモリ効果で表示した画像が維持される。そのため、電極は、記録媒体上の所定の画素に制御電界が印加できるように、記録媒体に対して相対的に移動可能に構成されている。
上記のような電気泳動表示装置の記録媒体では、多数の球状のマイクロカプセルを層状に形成し表面は凹凸を有するものであったため、あまり記録媒体表面に近接して電極を配置すると電極と記録媒体が干渉して記録媒体を破損することがあった。そのため従来は電極を記録媒体表面の凹凸の影響を受けないように記録媒体表面から大きく離して配置していた。なお、記録媒体表面を平坦にするために大きな圧力をかけて平坦化することも考えられるが、あまり大きな圧力をかけることは内部のマイクロカプセルが破損することがあるので完全な平坦化は困難である。また、記録媒体の表面を平坦化するには透明な樹脂などでマイクロカプセルの凹凸を平坦に覆ってしまうような方法もあるが、この場合は厚い樹脂層を形成する必要があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、記録媒体表面から電極を離れた位置に配置すると電極間の距離が離れ、所定の制御電界をマイクロカプセルに印加するためには大きな電圧を電極に印加しなければならず、電圧印加手段を大きな電圧をかけることが可能なものにすると、装置の大型化、コスト高を招き、電力消費も大きくなるという問題があった。
一方、樹脂層などで表面を平坦化すれば電極を記録媒体表面に近接して配置できるが、結局樹脂層の分だけ電極間の距離が離れるため大きな電圧を印加しなくてはならない点では同じであり、却って記録媒体が厚くなるために可撓性を持たせることが困難になり記録媒体の携帯性を損なうという問題があった。
また、電極間が離れることで一対の電極が印加する制御電界の制御範囲がぼけて、形成される画像の品質も低下するという問題があった。
【０００５】
この発明は上記課題を解決するものであり、電極間の距離を小さくして、制御電界を印加するための電極に印加する電圧を小さくすることにより画像品質が良好で低コスト、省電力の電気泳動表示装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明の電気泳動表示装置では、帯電粒子と、当該帯電粒子を泳動可能に分散させる液体分散媒とを封入したマイクロカプセルが多数層状に形成されたシート状の記録媒体を相対的に搬送する搬送手段と、前記記録媒体に制御電界を印加する電極部と、当該電極部に電圧を印加する電圧印加手段と、当該電圧印加手段が印加する電圧を制御する制御手段とを備え、前記電極部は、回転可能なローラ状に形成され、前記記録媒体の表面に所定の圧力で当接するように付勢する付勢手段を有し、当該記録媒体の搬送に従って回転しながら前記記録媒体に接触して電圧を印加する第１の電極と、前記搬送手段により搬送される記録媒体を挟むように前記第１の電極と対向して配設され、前記第１の電極と協働して前記記録媒体の画素単位毎に電圧を印加して制御電界を形成する第２の電極とを備えて構成されたことを特徴とする。
【０００７】
この構成に係る電気泳動表示装置では、電極部を構成する電極のうち第１の電極が付勢手段により付勢された回転可能なローラ状に形成されて記録媒体の表面に所定の圧力で当接して電界を印加するため、電極が記録媒体表面に対して転がり接触するため摺動することがなく、ローラ状の電極が記録媒体に接触しても記録媒体を破損することがない。そのため、第１の電極と記録媒体との間の距離を、第１の電極が記録媒体の表面に接触する位置まで近接させることができ、よって電極部の第１の電極と第２の電極の間の距離を小さくすることができる。そのため、所定の強さの制御電界を印加するために電極部の電極に印加する電圧を小さくすることができ、電気泳動表示装置の小型化・低コスト化・省電力化を図ることができる。さらに、電極間を近接させることで制御電界の制御範囲を明確にして、高品質な画像を形成できる。
【０００８】
また、請求項２に係る発明の電気泳動表示装置では、請求項１に記載の電気泳動表示装置の構成に加え、前記第２の電極は、前記記録媒体の画素毎に電圧の印加が可能な分割された多数の小電極を有するアレイ状の電極から構成されることを特徴とする。
【０００９】
この構成に係る電気泳動表示装置では、一方の電極を記録媒体の画素毎に電圧の印加が可能な分割された多数の小電極を有するアレイ状の電極から構成することでローラ状に形成された電極を共通電極として、構成を簡単にすることができる。
【００１０】
請求項３に係る発明の電気泳動表示装置では、請求項１に記載の電気泳動表示装置の構成に加え、前記第２の電極は、前記記録媒体の画素毎に電圧の印加が可能な分割された多数の小電極を有するローラ状の電極から構成されることを特徴とする。
【００１１】
この構成に係る電気泳動表示装置では、電極をいずれもローラ状の電極とすることで、記録媒体を破損しないで最も電極間の距離を小さくすることができる。そのため所定の制御電界を印加するために電極に印加する電圧も小さくすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電気泳動表示装置を好ましい１の実施の形態である電気泳動表示装置１により、添付図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、電気泳動表示装置１の構成の概略を示す模式図である。図１に示すように、電気泳動表示装置１は、記録媒体ＰＰを表裏から挟んで協働して搬送する２対の搬送ローラ５１，５２を有して、上電極部２・下電極部３と、記録媒体ＰＰとを相対的に移動させる記録媒体搬送部５が備えられる。また、この２対の搬送ローラ５１，５２の間に配置され、記録媒体ＰＰの表示面側（図１上側）に回転しながら付勢部２５により付勢されて接触し、電極電圧印加回路６から電圧を印加する上電極部２と、記録媒体ＰＰの表示面側と反対側（図１下側）に接触又は近接して電圧を印加する下電極部３とが備えられる。上電極部２は共通電極となっており、下電極部３は、画素毎に対応したセグメント電極として構成されており（図３参照）、それぞれの電極が配線８により制御部４に接続される。制御部４は、画像データに基づいて電極に電圧を印加し、記録媒体ＰＰに制御電界を印加して画像を形成する。
【００１４】
記録媒体搬送部５は、駆動モータ９を備える。この駆動モータ９は、制御部４のコンピュータ１０から制御信号がモータ駆動回路７に送られ、この制御信号を受けてモータ駆動回路７からの駆動信号が駆動モータ９送られて、制御されて回転される。この回転が１対の搬送ローラ５１に伝達され、搬送ローラ５１は、記録媒体ＰＰを挟持しながら協働して記録媒体ＰＰを搬送方向であるＸ方向（図１左方向）に移動させるように回転する。同様に他の１対の搬送ローラ５２も駆動モータ９から図示外の動力伝達手段を介して駆動されて搬送ローラ５１と同期して回転する。搬送ローラ５１，５２は記録媒体ＰＰの方向に付勢されて記録媒体を挟持するように圧接されており、摩擦力で記録媒体ＰＰを搬送する。
【００１５】
図３は、電気泳動表示装置１の上電極部２及び下電極部３の構成の一部を示す斜視図である。搬送される記録媒体ＰＰの上側に配置されるローラ電極２１は、その表面を電極２２として構成されたステンレススチールや銅合金などの導電性に優れる金属からなる円筒ローラで、その両端部に突設された導電性の高い材料、例えばステンレススチールからなるローラ軸２３が設けられ回転自在に軸支部２４に軸支される。軸支部２４は、その一端が図示外の本体フレームに固定された軸支部２４の固定部２４ｂが固定されており、且つ上下（図３Ｚ方向及び反Ｚ方向）に移動可能にローラ軸２３を回転自在に軸支しするためのスリット状の開口部である支持孔２４ａが穿設されている。このように軸支された支持軸２３を上から下（図３Ｚ方向）に付勢する付勢手段である付勢部２５を備える。付勢部２５は、支持軸２３を上から下（図３Ｚ方向）に付勢する板ばね２５ａが配設され、その基部は固定部２５ｂに固定されている。この板ばね２５ａは、接触子としての機能を有しており、配線８により電極電圧印加回路６（図１参照）に接続され、導電性の高いステンレススチールからなるローラ軸２３に付勢されて圧接されて電極２２に電圧を印加可能に構成されている。
【００１６】
下電極部３は、多数の微小なステンレススチール等の金属片あるいは金属薄膜からなる電極３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ，３２ｆ・・・３２ｎ（図示外）が、搬送される記録媒体ＰＰの下面側の画素に対応した位置に接触可能に配置にされている。なお、下電極部３は、記録媒体ＰＰの表示面側と反対面に接触しているため、記録媒体ＰＰに摺動して多少の傷が付いてもその画像には影響を与えない。そのため、記録媒体ＰＰの下側（図Ｚ方向側）に極めて近接した位置に配設されている。そして記録媒体ＰＰの搬送方向Ｘに垂直な記録媒体ＰＰの幅方向に、セグメント電極が直線状に並べられて配置されアレイ電極３１として構成されている。そして、それぞれの電極３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ，３２ｆから図示外の３２ｎまでが、配線８により電極電圧印加回路６に接続されており、それぞれの電極３２に個別に電圧を印加可能に構成されている。従って、本実施の形態では、このローラ電極２１，アレイ電極３１により記録媒体ＰＰの幅方向を一括して画素ごとに電界を印加して画像形成しながら記録媒体ＰＰをＸ方向に移動させて走査し、ページ全体の画像を形成するいわゆるページプリンタと同様な構成とされている。
【００１７】
図１に示す制御部４は、制御用の図示しないＣＰＵ及びＲＡＭ、ＲＯＭを備えた周知のコンピュータ１０を備える。このコンピュータ１０は、外部コンピュータにより構成されるものであってもよい。制御部４には、図示しないインタフェイスを介して画像情報が取り込まれ、コンピュータ１０はこの画像情報に基づいて制御信号を発生させる。このコンピュータ１０からの微弱な制御信号に応じて各電極２２，３２から記録媒体ＰＰに十分な電界を印加できるように電極電圧印加回路６を備える。電極電圧印加回路６には、図示を省略するが電圧印加のための電源部、コンピュータ１０から送られる画像情報に基づいて回路の開閉や極性の選択を行う電圧制御部が設けられている。この電極電圧印加回路６から配線８を介して駆動信号を出力して各電極２２，３２に電圧を印加し、搬送される記録媒体ＰＰに対して各画素に応じた電界の向きになるように各電極から電界を印加して画像を形成する。また、前述のように記録媒体搬送部５に備えられた駆動モータ９をコンピュータ１０からの制御信号に基づいて駆動信号を出力して駆動するモータ駆動回路７を備える。
【００１８】
ここで、本実施の形態１の電気泳動表示装置１に用いられる記録媒体ＰＰについて説明する。図５（Ａ）は、記録媒体ＰＰの構成の１例を示す模式断面図である。
【００１９】
図５（Ａ）に示すように記録媒体ＰＰは、可撓性を有する樹脂製の厚さ５０（μｍ）のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の薄膜からなる基層Ｐ１の表面に多数のマイクロカプセルＰ１０を面状に配列し、マイクロカプセルＰ１０間の間隙を透明な可撓性を有する例えばＰＥＴからなる可撓性媒体Ｐ１２で充填して厚さがおよそ１５０（μｍ）〜２００（μｍ）の層状の帯電表示層Ｐ３を形成して構成される。この場合、可撓性媒体Ｐ１２により記録媒体ＰＰの表面を平坦に形成することはマイクロカプセルＰ１０の形状から難しく、細かい凹凸が多数できる。なお、図５（Ａ）においては、説明のためこの凹凸を強調している。この帯電表示層Ｐ３は、図５（Ａ）に示すようにマイクロカプセルＰ１０が１段の層状に形成されたもの以外にも複数段積層された層になっているものでもよい。
【００２０】
薄くて強度が高いテープ状の基層１を設けることで、記録媒体ＰＰの成形工程を容易にし、平坦性を高めることができる。また、記録媒体ＰＰの強度を高め、伸びや亀裂等を効果的に防止できる。また、基層Ｐ１は帯電表示層Ｐ３と一体にＰＥＴ等で形成されてもよいが、ここでは、基層Ｐ１は白色に着色されて、マイクロカプセルＰ１０の表示面Ｐ１１に白色の帯電粒子Ｐ２ａが集合し白色を表示する場合に、マイクロカプセルＰ１０の隙間から基層Ｐ１が見えても白色が濁らないように白色の着色層として構成されている。
【００２１】
図５（Ｂ）は、基層１を有さない記録媒体ＰＰの他の１例を示す模式断面図である。基層１は、必ずしも必須のものではなく、図５（Ｂ）に示すように、この基層Ｐ１なしで、マイクロカプセルＰ１０と可撓性媒体Ｐ１２により構成することもできる。この場合は、基層１を有さない分全体の厚みを薄くすることができるという有利な点があるが、平坦性や記録媒体としての強度の点で不利である。基層１がない場合には、可撓性媒体Ｐ３により強度を保持するため、図５（Ｂ）に示すように、マイクロカプセル層を表示面側に寄せ、他の一面側は可撓性媒体Ｐ１２の連続した層を形成して記録媒体ＰＰの強度を確保する。
【００２２】
このように構成された記録媒体ＰＰは、図１に示すように、電気泳動表示装置１に配設された上電極部２、下電極部３に挟まれ、帯電表示層Ｐ３に画像情報に基づいて画素単位で電界が印加されることにより、マイクロカプセルＰ１０の内部に多数封入された帯電特性及び色の異なる２種類の帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ（図６参照）が移動し、図６の上側の表示面Ｐ１１に所望の画像を表示させるものである。以下、この記録媒体ＰＰの構成を詳細に説明する。
【００２３】
図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、マイクロカプセルＰ１０の変化の様子を表す図である。ここで、図６（Ａ）は、本実施の形態の記録媒体ＰＰにおいて制御電界が印加される前のマイクロカプセルＰ１０の構造を示す模式図である。マイクロカプセルＰ１０は、液体分散媒Ｐ４に帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂを分散させた分散系を、球状の透明な外殻部Ｐ５の中に内包する構造となっている。
【００２４】
ここでまず、マイクロカプセルＰ１０の製造方法の概略について説明する。マイクロカプセル化の方法としては、既に当業界において公知の技術となっている方法で作製することが可能である。例えば、米国特許第２８００４５７号、同第２８００４５８号明細書等に示されるような水溶液からの相分離法、特公昭３８−１９５７４号、特公昭４２−４４６号、特公昭４２−７７１号公報等に示されるような界面重合法、特公昭３６−９１６８号、特開昭５１−９０７９号公報等に示されるモノマーの重合によるイン・サイチュ（ｉｎ−ｓｉｔｕ）法、英国特許第９５２８０７号、同第９６５０７４号明細書等に示される融解分散冷却法等があるが、これらに限定されるものではない。本実施の形態のマイクロカプセルＰ１０の製造方法は、界面重合法により行っており、以下この場合に基づいてマイクロカプセルＰ１０の製造方法を説明する。
【００２５】
マイクロカプセルＰ１０の外殻部Ｐ５の形成材料としては、上述のカプセル製造方法にて外殻部Ｐ５が作製可能であれば、無機物質でも有機物質でもよいが、光を十分に透過させるような材質が好ましい。具体例としては、ゼラチン、アラビアゴム、デンプン、アルギン酸ソーダ、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、ポリユリア、ポリスチレン、ニトロセルロース、エチルセルロース、メチルセルロース、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂等、及びこれらの共重合物等が挙げられる。
【００２６】
図６（Ａ）に示すマイクロカプセルＰ１０の粒子径Ｄは、高解像度の表示装置を実現するためには、理論的には小さいほど好ましいといえるが、帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂを内包する構造であるため、実際には、約５（μｍ）以上、約２００（μｍ）以下であることが望ましい。本実施の形態の記録媒体ＰＰでは、２種類の帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂは分散剤と共に約３０〜１００（μｍ）のマイクロカプセルＰ１０に封入させている。
【００２７】
帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂは、染料または顔料を分散した有機化合物や、顔料などの無機化合物が挙げられる。染料としては、以下のようなものがある。従来から油性インク組成物に用いられている染料であればどれでも使用可能であるが、アゾ染料、金属錯塩染料、ナフール染料、アントラキノン染料、インジゴ染料、カーボニウム染料、キノイミン染料、シアニン染料、キノリン染料、ニトロ染料、ニトロソ染料、ベンゾキノン染料、ナフトキノン染料、ナフタルイミド染料、ペノリン染料、フタロシアニン染料、等の油溶性染料が好ましく、これらの染料は、組み合わせて使用することも可能である。
【００２８】
また、顔料としては、以下のようなものが使用できる。日本で通用する有機顔料の通称名として、黄色では、Ｈａｎｓａ Ｙｅｌｌｏｗ、Ｂｅｎｚｉｎｅ Ｙｅｌｌｏｗ等が使用できる。赤色では、Ｐａｒｍａｎｅｎｔ Ｒｅｄ、ｂｅｎｚｉｎｅ ｏｒａｎｇｅ、ｐｙｒａｚｏｌｏｎｅ ｏｒａｎｇｅ、ｖｕｌｃａｎ ｏｒａｎｇｅ、ｏｒａｎｇｅ ｌａｋｅ、ｐａｒａ ｒｅｄ、ｌａｋｅ ｒｅｄ、ｔｏｌｕｉｄｉｎｅ ｒｅｄ、ｂｒｉｌｌ ｆａｓｔ ｓｃａｒｌｅｔ、ｂｒｉｌｌ ｃａｒｍｉｎｅ、ｂｒｉｌｌ ｓｃａｒｌｅｔ、ｂｏｒｄｏ、ｗａｔｃｈｕｎｇ ｒｅｄ、ｌｉｔｈｏｌ ｒｅｄ、ｂｏｎ ｍａｒｏｏｎ、ｌａｋｅ ｂｏｒｄｏ、ｒｈｏｄａｍｉｎｅ、ｍａｄｄｅｒ ｌａｋｅ等が使用できる。紫色では、ｒｈｏｄａｍｉｎｅ ｂ ｌａｋｅ、ｄｉｏｘａｚｉｎｅ ｖｉｏｌｅｔ、ｃｒｙｓｔａｌ ｖｉｏｌｅｔ ｌａｋｅ等が使用できる。青色では、ｖｉｃｔｏｒｉａ ｐｕｒｅ ｂｌｕｅ ｌａｋｅ、ｖｉｃｔｏｒｉａ ｂｌｕｅ ｌａｋｅ、ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｂｌｕｅ、ｆａｓｔ ｓｋｙ ｂｌｕｅ、ｔｈｒｅｎｅ ｂｌｕｅ ｒｓ等が使用できる。緑色では、ｄｉａｍｏｎｄ ｇｒｅｅｎ ｌａｋｅ、ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｇｒｅｅｎ、ｐｉｇｍｅｎｔ ｇｒｅｅｎ ｂ、ｇｒｅｅｎ ｇｏｌｄ等が使用できる。黒色では、ｄｉａｍｏｎｄ ｂｌａｃｋが使用できる。
【００２９】
また、無機顔料としては以下のようなものが使用できる。黒色では、カーボンブラック等が使用でき、白色では、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化すずなどが使用できる。
【００３０】
有機化合物としては、以下のような合成樹脂、合成ワックスなどの合成物や、天然ワックスなどが使用できる。
【００３１】
合成樹脂、合成ワックスとして、その出発モノマーにメチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｉｓｏ−ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、ｉｓｏ−ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエーテル、ｉｓｏ−ブチルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル、スチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、エチレン、プロピレン、イソプレン、クロロプレン、ブタジエン等を使用することが可能である。
【００３２】
更に、前記モノマーには、カルボキシル基、水酸基、メチロール基、アミノ基、酸アミド基、グリシジル基等の官能基を有するモノマーが混合されても良い。カルボキシル基を有するものはアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸等、水酸基を有するものはβ−ハイドロキシエチルアクリレート、β−ハイドロキシエチルメタクリレート、β−ハイドロキシプロピルアクリレート、β−ハイドロキシプロピルメタアクリレート、アリルアルコール等、メチロール基を有するものはＮ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド等、アミノ基を有するものはジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート等、酸アミド基を有するものはアクリルアミド、メタクリルアミド等、グリシジル基を有するものはグリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、グリシジルアリルエーテル等が例示される。また、これらのモノマーを単体、または、複数のモノマーを混合して使用することが可能である。
【００３３】
天然ワックスとしては、以下のような植物系、動物系、鉱物系、石油系ワックスなどが使用できる。
【００３４】
植物系ワックスとしては、キャンデリラワックス、カルナバワックス、ライスワックス、木ろう、ホホバ油などが使用できる。動物系ワックスとしては、みつろう、ラノリン、鯨ろうなどが、鉱物系ワックスとしては、モンタンワックス、オゾケライト、セレシンなどが、石油系ワックスとしては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタムなどがそれぞれ使用できる。
【００３５】
次に、液体分散媒Ｐ４としては、少なくとも高絶縁性、無色透明性が求められ、水、アルコール類、各種エステル、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、四環式炭化水素、ハロゲン化炭化水素等のほか、天然または合成の各種の油などを使用できる。
【００３６】
分散系を生成するには、まず液体分散媒Ｐ４にプラスの帯電極性を持つ黒色の帯電粒子Ｐ２ａとマイナスの帯電極性を持つ白色の帯電粒子Ｐ２ｂとを均一分散させる。更に、この分散液と、界面活性剤を添加した蒸留水を撹拌混合させ、分散液のエマルジョンを作製する。分散液エマルジョンの大きさは、撹拌速度、または、乳化剤、界面活性剤の種類と量とにより所望の大きさに調節される。また、必要に応じて１種類以上の乳化剤、界面活性剤、電解質、潤滑剤、安定化剤などを適宜添加することができる。
【００３７】
このとき、帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂは、体積平均粒子径／個数平均粒子径で表される粒度分布の分散度が約２以下であることが好ましい。
【００３８】
また、図６（Ａ）に示す帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの平均粒子径ｄは、マイクロカプセルＰ１０の粒子径Ｄに対し約１／１０００以上、約１／５以下であることが好ましい。粒子径ｄがマイクロカプセルＰ１０の粒子径Ｄの約１／５以上である帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂを内包したマイクロカプセルＰ１０では、電界を印加して画像形成する際に、極性の異なる帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂがお互いの泳動の妨げとなり、応答速度が極端に低下する。また、粒子径ｄがマイクロカプセルＰ１０の粒子径Ｄの約１／１０００以下である帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂは、マイクロカプセルＰ１０内で凝集してしまい、電界に対する応答性の低下や、表示ムラを引き起こしてしまうことがある。本実施の形態の記録媒体ＰＰにおいては、微粒子は平均粒子径約１〜１０（μｍ）であり、黒いプラスの帯電粒子Ｐ２ａと、白いマイナスの帯電粒子Ｐ２ｂの２種類が用いられている。
【００３９】
帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの量は、マイクロカプセルＰ１０中において、帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの体積が、前記マイクロカプセルＰ１０の容積に対し、各々約１．５％以上、約２５％以下であり、且つマイクロカプセルＰ１０に内包されているすべての帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの体積の総和が、マイクロカプセルＰ１０の容積に対して各々約１．５％以上、約５０％以下であるように調整することが好ましい。
【００４０】
マイクロカプセルＰ１０に内包される帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの体積が、マイクロカプセルＰ１０の容積に対し各々約１．５％以下である場合、制御電界により帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂがマイクロカプセルＰ１０の外殻部Ｐ５の壁端部に移動しても、カプセル半球面の１／２を占めることができず、低コントラストを招いたり、または背後の他色の帯電粒子や背面の電極等の色が観察者の目に触れてしまう。
【００４１】
また、帯電極性の異なる帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの体積がマイクロカプセルＰ１０の容積に対し各々約２５％以上であり、且つマイクロカプセルＰ１０に内包されている帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの体積の総和が、マイクロカプセルＰ１０の容積に対して約５０％以上であるような場合、制御電界に対し帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂが応答する際に、衝突によりお互いの帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂが泳動の妨げとなってしまう。このため、制御電界の印加から画像形成が完結するまでの応答速度が著しく低下してしまう。
【００４２】
本実施の形態の記録媒体ＰＰは、上述のような構成を備えるため以下のような作用を有する。ここで図６（Ａ）に示すマイクロカプセルＰ１０は、未だ電界を印加されない状態であり、帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂは、均一の状態でマイクロカプセル内に分散して存在する。なお、ここでは図の上方（反Ｚ方向）が、マイクロカプセルＰ１０の表示面Ｐ１１である表示方向である。
【００４３】
図７は、記録媒体ＰＰに上電極部２の電極２２ａ，２２ｂ及び下電極部３の電極３２ａ，３２ｂにより電界を印加した状態を表す模式図である。図７に示すように、対応する上電極部２と下電極部３のそれぞれの電極２２ａと３２ａ，２２ｂと３２ｂに電圧が印加されると、印加された電圧の極性に応じた向きの電界が生じる。ここでは、電気力線をＥＬで示す。図７左に示す上電極部２の電極２２ａは陰極で、下電極部３の電極３２ａは陽極である。従って、上向きの電界を生じるが、この電界の中におかれたマイクロカプセルＰ１０ａを例に説明する。図６（Ｂ）は、均一な上向きの電界を印加した状態のマイクロカプセルＰ１０ａ内の帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの状態を示す模式図である。図６（Ｂ）において、上電極部２を陰極、下電極部３を陽極とするように電圧を印加すると、上向きの電界が生じ、プラスに帯電した黒色の帯電粒子Ｐ２ａは陰極である上の電極２２ａの方向に、マイナスに帯電した白色の帯電粒子Ｐ２ｂは陽極である下の電極３２ａの方向に、それぞれ引き寄せられ、帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂはマイクロカプセルＰ１０ａの外殻部Ｐ５の内壁面に付着する。
【００４４】
図６（Ｃ）は帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂが、それぞれ電極２２、３２側に引き寄せられてマイクロカプセルＰ１０ａの外殻部Ｐ５の内壁面に付着した状態を示す。そのため、図７左側のようであれば上電極部２側、即ち表面側の表示面Ｐ１１側からＺ向きに観察すると、帯電粒子Ｐ２ａのみが観察され、帯電粒子Ｐ２ａが着色された黒色のみが表示面に表示される。
【００４５】
なお、この状態で電圧の印加を停止しても、液体分散媒Ｐ４の粘度及び鏡像力により図６（Ｃ）に示す状態が維持される、いわゆるメモリ効果がある。また、この状態で、ある程度の強度までの電界を受けたとしても、ヒステリシスのためこの状態が維持される。すなわち、ここで形成された画像はこの記録媒体ＰＰに安定して記録されることになる。
【００４６】
一方、上電極部２と下電極部３に図６（Ｂ）と異なる極性で再び電圧を印加した場合、ヒステリシスの限界を超える電界が印加されれば、図７右側に示すように帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂは再び移動して位置が逆転し、マイクロカプセルＰ１０の帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂにより形成される画像は書き替えられる。
【００４７】
電気泳動表示装置１及び記録媒体ＰＰは、以上のように構成される。次にこのように構成された電気泳動表示装置１の記録媒体ＰＰに記録する場合の作用について、従来の電気泳動表示装置と比較しつつ説明する。
【００４８】
ここで、図８は、従来の電気泳動表示装置１０１の構成の概略を示す模式図である。また、図９は、従来の電気泳動表示装置１０１の上電極部２及び下電極部３の配置を模式的示す斜視図である。従来の電気泳動表示装置１０１は、図９に示すように上電極部１０２は、多数の微小なステンレススチール等の金属片あるいは金属薄膜からなる電極１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，・・・１２２ｎが、搬送される記録媒体ＰＰの表面側の画素に対応した位置からの距離Ｌ１がおよそ５００（μｍ）になるように反Ｚ方向に離して記録媒体ＰＰ表面と干渉が起こらないような間隙を有して配置される。従って、電極間の距離Ｌ２はおよそ６５０〜７００（μｍ）の距離離れる。記録媒体ＰＰの搬送方向Ｘに垂直、つまり記録媒体ＰＰの幅方向に、セグメント電極１２２ａ・・・が直線状に並べられて配置され電極アレイ１２１として構成されている。また、下電極部１０３は、上電極部１０２と同様な構成とされて、上電極部１０２のそれぞれの電極１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，・・・１２２ｎに対応した電極１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ，・・・１３２ｎを備えた電極アレイ１３１が、記録媒体ＰＰの下面（Ｚ方向側）に接触又は近接して対向配置される。従って、電気泳動表示装置１とは、上電極部２の構成のみが異なる。つまり従来の上電極部１０２は、本実施の形態の電気泳動表示装置１の上電極部２がローラ電極２１を備えるのに対して、下電極部１０３と同様な固定されたアレイ電極１２１が記録媒体ＰＰから一定間隔離して配置されて構成されることで異なる。
【００４９】
このような構成の違いから、本実施の形態の電気泳動表示装置１では、従来の電気泳動表示装置１０１の作用と異なり以下のような作用及び効果がある。従来の電気泳動表示装置１０１では、マイクロカプセルＰ１０に対しておよそ４００（Ｖ／ｍｍ）の制御電界を印加するために、およそ７００（μｍ）離れた電極に２８０（Ｖ）の電圧を０．５秒程度印加する必要があった。これに対し、本実施の形態の電気泳動表示装置１では、上電極部２が記録媒体ＰＰの表面に接触しているので、上電極部２と下電極部３との距離が、記録媒体ＰＰの厚さである１５０（μｍ）〜２００（μｍ）とすることができるので、従来と同じ制御電界を記録媒体ＰＰに印加するために電極に印加する電圧は７０（Ｖ）にすることができる。
【００５０】
従って、電極に印加する電圧が従来より低くてもよいため、本実施の形態の電気泳動表示装置１では、電極電圧印加回路６（電圧印加手段）の出力を小さなものにできるという効果がある。そのため、電極電圧印加回路６も従来より低電圧の回路構成とすることができる。また、印加する電圧を下げることができることから消費する電力も少なくすることができ、省電力化を図ることができる。さらに、上電極部２と下電極部３と電極間の距離を小さなものとすることで、記録媒体ＰＰの画素に対する制御がより正確にできるという効果があり、もって形成される画像の品質も向上させることができるという効果がある。
【００５１】
以上、１の実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は以下の変形例のように変形しても実施できる。
【００５２】
図２は、電気泳動表示装置１の変形例１の構成の概略を示す模式図である。例えば図２に示す変形例１では、上電極部２０２ばかりでなく下電極部２０３もローラ電極にするような構成で本発明の実施をするものである。尚電極以外の他の構成については電気泳動表示装置１と同様に構成される。
【００５３】
図４は、電気泳動表示装置１の変形例１における上電極部２０２及び下電極部２０３の構成の一部を示す斜視図である。図４に示すように、上電極部２０２は、その表面を絶縁体により覆われた円筒ローラと、リング状に構成され、円筒ローラに環装されたステンレススチールや銅合金などの導電性に優れる金属からなる電極部２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｃ，２２２ｄ，２２２ｅから、図示しない２２２ｎまでが記録媒体ＰＰの画素に対応した位置に設けられて構成される。その両端部に突設されたローラ軸２２３が設けられ回転自在に軸支部２２４のに軸支される。軸支部２２４は、上部２２４ａと下部２２４ｂからなり、上部２２４ａの突出部が下部２２４ｂに設けられた孔に挿入可能に形成され、軸支部２２４全体が伸縮可能に構成されている。上部２２４ａの一端が図示外の本体フレームに固定され、下部２２４ｂの下端部に配置された図示しないベアリングにより回転自在にローラ軸２２３が軸支される。このように軸支された支持軸２２３を上から（図３Ｚ方向）に付勢する付勢手段である付勢部２２５が設けられる。付勢部２２５には圧縮コイルスプリングであるスプリング２２５ａを備える。付勢部２２５は、支持軸２２３を上から（図３Ｚ方向）に付勢するようにスプリング２２５ａが上部を軸支部２２４の上部２２４ａに設けられたばね受け部２２５ｃ固定され、下部を軸支部２２４の下部２２４ｂに設けられたばね受け部２２５ｂに固定されて軸支部２２４を伸長するように付勢している。なお、図示しないが下電極部２０３のローラ軸２３３も上電極部２０３と同様に支持されるように構成される。
【００５４】
ローラ電極２２１の一端部には、例えば８本の環状の電極２２８が設けられ、この電極にそれぞれ接触子２２６が接触し、制御信号及び駆動電流を伝える。接触子２２６は、配線８により電極電圧印加回路６に接続され制御信号を受ける。ローラ電極２２１内には図示しないフリップフロップ回路が設けられて、必要な電圧が画素に応じた所定の電極にそれぞれ印加される。
【００５５】
このように構成された変形例１の電気泳動表示装置では、上電極部２０２及び下電極部２０３をいずれもローラ状の電極とすることで、記録媒体ＰＰに転がり接触による接触のみで、摺動することがないので、記録媒体ＰＰを破損する事なしに最も上電極部２０２及び下電極部２０３の電極間の距離を記録媒体ＰＰの厚みまで小さくすることができる。そのため所定の制御電界を印加するために電極に印加する電圧も最も小さくすることができる。
【００５６】
以上、本発明を１の実施の形態及び変形例により説明したが、さらに以下のようにしても実施できる。
【００５７】
電極部は、少なくともいずれか一方が画素毎に電界を印加できればよく、また電極の配列も種々の変形ができる。
【００５８】
また、付勢手段は、電気泳動表示装置１に示す板ばね２５ａを用いたものや、変形例１に用いたコイルスプリング２２５ａ等の他にも、各種のばね或いはトーションバーやゴムなどの弾性体等を用いてもよく、何らかの方法で付勢できればよい。
【００５９】
記録媒体ＰＰも、例示のような構成に限らず電極に挟まれて電気泳動により画像が表示できるものであれば、種々のものが使用できる。
【００６０】
以上、１の発明の実施の形態である電気泳動表示装置１及びその変形例１により本発明を説明したが、本発明は発明の実施の形態である電気泳動表示装置１及びその変形例１に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明を逸脱しない限り種々変更して実施できることはいうまでもない。
【００６１】
【発明の効果】
上記説明より明らかなように、請求項１に係る発明の電気泳動表示装置によれば、電極部を構成する電極のうち第１の電極が付勢手段により付勢された回転可能なローラ状に形成されて記録媒体の表面に所定の圧力で当接して電界を印加するため、電極が記録媒体表面に対して転がり接触するため摺動することがなく、ローラ状の電極が記録媒体に接触しても記録媒体を破損することがないという効果がある。そのため、第１の電極と記録媒体との間の距離を、第１の電極が記録媒体の表面に接触する位置まで近接させることができ、よって電極部の第１の電極と第２の電極の間の距離を小さくすることができるという効果を奏する。そのため、所定の強さの制御電界を印加するために電極部の電極に印加する電圧を小さくすることができ、電気泳動表示装置の小型化・低コスト化・省電力化を図ることができるという効果も奏する。さらに、電極間を近接させることで制御電界の制御範囲を明確にして、高品質な画像を形成できるという効果がある。
【００６２】
また、請求項２に係る発明の電気泳動表示装置によれば、請求項１に係る発明の電気泳動表示装置の効果に加え、一方の電極を記録媒体の画素毎に電圧の印加が可能な分割された多数の小電極を有するアレイ状の電極から構成することでローラ状に形成された電極を共通電極として構成を簡単にすることができるという効果がある。
【００６３】
請求項３に係る発明の電気泳動表示装置によれば、請求項１に係る発明の電気泳動表示装置の効果に加え、電極をいずれもローラ状の電極とすることで、記録媒体を破損しないで最も電極間の距離を小さくすることができるという効果がある。そのため所定の制御電界を印加するために電極に印加する電圧も小さくすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気泳動表示装置１の構成の概略を示す模式図である。
【図２】電気泳動表示装置１の変形例１の構成の概略を示す模式図である。
【図３】電気泳動表示装置１の上電極部２及び下電極部３の構成の一部を示す斜視図である。
【図４】電気泳動表示装置１の変形例１における上電極部２０２及び下電極部２０３の構成の一部を示す斜視図である。
【図５】（Ａ） 記録媒体ＰＰの構成の１例を示す模式断面図である。
（Ｂ） 基層１を有さない記録媒体ＰＰの他の１例を示す模式断面図である。
【図６】マイクロカプセルＰ１０の変化の様子を表す図である。
（Ａ） 本実施の形態の記録媒体ＰＰにおいて制御電界が印加される前のマイクロカプセルＰ１０の構造を示す模式図である。
（Ｂ） 均一な上向きの電界を印加した状態のマイクロカプセルＰ１０ａ内の帯電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの状態を示す模式図である。
（Ｃ） 電粒子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂが、それぞれ電極３２，２２側に引き寄せられてマイクロカプセルＰ１０ａの外殻部Ｐ５の内壁面に付着した状態を示す。
【図７】記録媒体ＰＰに上電極部２の電極２２ａ，２２ｂ及び下電極部３の電極３２ａ，３２ｂにより電界を印加した状態を表す模式図である。
【図８】従来の電気泳動表示装置１０１の構成の概略を示す模式図である。
【図９】従来の電気泳動表示装置１０１の上電極部２及び下電極部３の配置を模式的示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 電気泳動表示装置
２ 上電極部２（電極部／第１の電極）
３ 下電極部３（電極部／第２の電極）
４ 制御部４（制御手段）
５ 記録媒体搬送部
６ 電極電圧印加回路６（電圧印加手段）
７ モータ駆動回路
８ 配線
９ 駆動モータ
１０ コンピュータ
２１ ローラ電極
２２ 電極
２３ ローラ軸
２４ 軸支部
２５ 付勢部
３１ アレイ電極
３２ 電極
ＰＰ 記録媒体
Ｐ１ 基層
Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ 帯電粒子
Ｐ３ 帯電表示層
Ｐ４ 液体分散媒
Ｐ５ 外殻部
Ｐ１０ マイクロカプセル
Ｐ１１ 表示面
Ｐ１２ 可撓性媒体
Claims (3)
- 帯電粒子と、当該帯電粒子を泳動可能に分散させる液体分散媒とを封入したマイクロカプセルが多数層状に形成されたシート状の記録媒体を相対的に搬送する搬送手段と、
前記記録媒体に制御電界を印加する電極部と、
当該電極部に電圧を印加する電圧印加手段と、
当該電圧印加手段が印加する電圧を制御する制御手段とを備え、
前記電極部は、
回転可能なローラ状に形成され、前記記録媒体の表面に所定の圧力で当接するように付勢する付勢手段を有し、当該記録媒体の搬送に従って回転しながら前記記録媒体に接触して電圧を印加する第１の電極と、
前記搬送手段により搬送される記録媒体を挟むように前記第１の電極と対向して配設され、前記第１の電極と協働して前記記録媒体の画素単位毎に電圧を印加して制御電界を形成する第２の電極と
を備えて構成されたことを特徴とする電気泳動表示装置。 - 前記第２の電極は、前記記録媒体の画素毎に電圧の印加が可能な分割された多数の小電極を有するアレイ状の電極から構成されること
を特徴とする請求項１に記載の電気泳動表示装置。 - 前記第２の電極は、前記記録媒体の画素毎に電圧の印加が可能な分割された多数の小電極を有するローラ状の電極から構成されること
を特徴とする請求項１に記載の電気泳動表示装置。
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