JP4655125B2

JP4655125B2 - 書込装置及び表示装置

Info

Publication number: JP4655125B2
Application number: JP2008216876A
Authority: JP
Inventors: 努石井; 泰則斎藤; 茂彦佐々木; 彰一星; 政寛佐藤; 恭太郎友田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2008-08-26
Filing date: 2008-08-26
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2028-08-26
Also published as: US20100053117A1; JP2010054603A

Description

本発明は、書込装置及び表示装置に関する。

光書込型の表示体に光を照射することにより情報を書き込む書込装置がある。ここにおいて、光書込型の表示体とは、照射された光に応じた表示を行う表示素子を有する表示体をいい、以下ではこれを「光書込型表示体」という。光書込型表示体は、例えば、光導電体と、双安定性を有する表示素子（コレステリック液晶表示素子等）とを備える。

特許文献１には、情報を書き込むための照射手段と、リセット（情報の消去）用の照射手段とを備える書込装置が記載されている。
国際公開第２００４／０６８２３０号パンフレット

光書込型表示体は、情報に応じた光を照射して表示素子に情報を書き込む場合と、書き込む情報に依存しない光（理想的には、一様な光）を照射して既に書き込まれた情報を消去する場合とで、異なる態様の光が照射されると、望ましい。光書込型表示体に照射される光は、一般に、情報を記録する場合には高精細な光であり、情報を消去する場合には高光量の光であることが多い。
本発明の目的は、同一の照射手段で、集束手段により集束された光と、集束手段により集束されない光とを照射することにある。

本発明の請求項１に係る書込装置は、照射された光に応じた表示を行う光書込型の表示体に照射される光を照射する照射手段と、前記照射手段が照射する光を前記表示体に向けて集束させる集束手段と、前記表示体に情報を書き込む第１の状態と、前記表示体に書き込まれた情報を消去する第２の状態とを切り替える切替手段とを備え、前記切替手段は、前記第１の状態において、前記照射手段により照射される光を前記集束手段に通して前記表示体に照射し、前記第２の状態において、前記照射手段により照射される光を前記集束手段に通さないで前記表示体に照射する構成を有する。

本発明の請求項２に係る書込装置は、請求項１の構成において、前記切替手段は、前記照射手段から前記集束手段に至る光の経路のいずれかの位置において、光の進行を当該経路と異なる経路に変更させて前記表示体に照射させる経路変更手段を備え、前記第２の状態において、前記経路変更手段に光の経路を変更させ、前記第１の状態において、前記経路変更手段に光の経路を変更させない構成を有する。

本発明の請求項３に係る書込装置は、請求項２の構成において、前記照射手段は、光の照射方向が前記表示体に対して平行になるように光を照射し、前記集束手段は、前記照射方向にある長さを有し、前記照射手段により照射された光を当該照射方向の手前側から奥側に集束させる集束部材と、前記集束部材により集束された光を前記表示体に向けて反射させる第１の反射部材とを備え、前記経路変更手段は、前記照射手段から前記集束部材に至る光の経路のいずれかの位置において、当該光を前記表示体に向けて反射させる第２の反射部材を備える構成を有する。
本発明の請求項４に係る表示装置は、照射された光に応じた表示を行う光書込型の表示体と、請求項１ないし３のいずれかに記載の書込装置とを備える構成を有する。

本発明の請求項１の構成によれば、同一の照射手段で、集束手段により集束された光と、集束手段により集束されない光（すなわち集束手段を通過しない光）とを照射することができる。
本発明の請求項２の構成によれば、集束手段を移動させないでも、集束手段により集束された光と集束手段により集束されない光とを照射することができる。
本発明の請求項３の構成によれば、同構成を有しない場合に比べ、光の経路を表示体に垂直な方向について短くすることができる。

［実施形態］
図１は、本発明の一実施形態である書込装置の構成を示すブロック図である。同図に示す書込装置１０は、表示媒体２０に光を照射することにより情報を書き込む書込装置であり、制御部１１０と、情報取得部１２０と、表示体駆動部１３０と、書込部１４０と、搬送部１５０とを備える。書込装置１０は、ある決められた態様で表示媒体２０を支持又は収容し、これと導通して書き込み可能な状態となる。なお、本実施形態において、表示媒体２０は、光書込型表示体を少なくとも含む長方形の記録面２０ａを有するものとするが、記録面の形状はこれに限らない。以下においては、この記録面２０ａの短辺方向を書込装置１０の主走査方向とし、記録面２０ａの長辺方向を書込装置１０の副走査方向とする。

制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算装置を備え、書込装置１０の動作を制御する。制御部１１０は、情報取得部１２０から取得する情報に応じて、表示体駆動部１３０、書込部１４０及び搬送部１５０の動作を規定する信号をこれらの各部に供給する。情報取得部１２０は、表示される情報を表す表示データを取得する。情報取得部１２０は、いわゆるメモリカード等の記録媒体から表示データを取得してもよいし、有線又は無線の通信手段を介して表示データを取得してもよい。なお、表示データが表す情報は、文字や画像などである。また、情報取得部１２０は、必要に応じて、表示データに加え、使用者による指示（書込の開始等）を表す情報を取得してもよい。

表示体駆動部１３０は、情報の書込に必要な電圧を表示媒体２０に供給する。表示体駆動部１３０は、直流電圧発生回路や、表示媒体２０と導通する端子を備える。また、表示体駆動部１３０は、情報を書き込む場合と消去する場合とで、供給する電圧の極性を異ならせると、より望ましい。これは、表示媒体２０のいわゆる焼き付きを抑制するためである。

書込部１４０は、情報を書き込むための光を照射する光源を備える。本実施形態の書込部１４０は、主走査方向に沿った線状又は帯状の光を照射する。なお、書込部１４０を機能によって分類すると、光を照射する機能を有する照射部１４０ａと、照射する光の経路を変更させる機能を有する経路変更部１４０ｂとに分けることができる。搬送部１５０は、表示媒体２０の光が照射される位置を副走査方向に移動させる。本実施形態の搬送部１５０は、光源を搬送することによって光を照射する位置を移動させるものであるが、表示媒体２０を搬送することによって光が照射される位置（表示媒体２０表面の光が当たる位置）を移動させるものであってもよい。

図２は、書込部１４０の構成を示す図である。なお、同図は、その紙面に垂直な方向が主走査方向となるようにして書込部１４０の構成を示したものである。つまり、書込部１４０は、図２に示す各部材を記録面２０ａの短辺と同程度の長さで有している。書込部１４０は、発光部材１４１と、集束部材１４２と、反射部材１４３及び１４４とを備える。発光部材１４１は、光源であり、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）チップである。ここにおいて、ＬＥＤチップは、基板上に複数のＬＥＤを列状に配置したものである。各々のＬＥＤのサイズは、表示媒体２０に書き込む情報の解像度に応じて異なるが、例えば、４０μｍ程度である。なお、発光部材１４１として用いられる光源は、ＬＥＤに限らず、その他の発光素子であってもよい。

集束部材１４２は、発光部材１４１が照射する光を表示媒体２０の記録面２０ａに集束させる部材である。本実施形態の集束部材１４２は、屈折率分布型レンズを列状に設けたものであり、その長さ（光を通す方向の寸法）が５ｍｍ程度、副走査方向の幅が３ｍｍ程度である。また、発光部材１４１から集束部材１４２までの距離は、２ｍｍ程度であり、集束部材１４２から表示媒体２０の記録面２０ａまでの距離は、２ｍｍ程度である。すなわち、本実施形態の発光部材１４１から表示媒体２０の記録面２０ａまでの距離は、９ｍｍ程度である。よって、発光部材１４１から表示媒体２０の記録面２０ａまでの距離と集束部材１４２の副走査方向の幅との比は、およそ３：１である。

反射部材１４３は、発光部材１４１から集束部材１４２に至る経路のいずれかの位置において、発光部材１４１が照射する光を反射部材１４４に向けて反射させる部材である。なお、反射部材１４３は、集束部材１４２により近い側に設ける場合には、反射面をより大きくすることが望ましい。反射部材１４４は、反射部材１４３により反射された光をさらに反射させ、表示媒体２０の記録面２０ａに照射する部材である。反射部材１４３及び１４４は、かかる反射を実現するものであれば、その材料を問わない。なお、反射部材１４３は、図示せぬモータ等の駆動手段により、発光部材１４１から集束部材１４２に至る光の経路を遮る状態と、これを遮らない状態とに切り替えられるように構成されている。かかる駆動手段は、上述した経路変更部１４０ｂに含まれる。

図３は、反射部材１４３の位置の切り替えの態様を例示する図である。同図に示すように、反射部材１４３は、その一方の端点を軸として、図３（ａ）に示す位置から図３（ｂ）に示す位置（あるいはその逆）に切り替えられる。反射部材１４３は、情報を書き込む場合、すなわち集束部材１４２に光を通す場合には、図３（ａ）に示す位置にあるが、情報を消去する場合、すなわち集束部材１４２に光を通さない場合には、図３（ｂ）に示す位置にある。
なお、反射部材１４３の位置の切り替えの態様は、図３のように回転させる例に限らず、例えば、反射部材１４３全体を移動させて反射の有無を切り替えるものであってもよい。

図４は、表示媒体２０の記録面２０ａの構成を示す図である。表示媒体２０は、フィルム基板２１０及び２７０と、透明電極２２０及び２６０と、光導電層２３０と、着色層２４０と、表示素子層２５０とを記録面２０ａに有する。なお、本実施形態の光書込型表示体は、モノクロ表示を行う表示体である。フィルム基板２１０及び２７０は、表示媒体２０の記録面２０ａを保護するために設けられた層であり、例えば、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）からなる。フィルム基板２１０は、光を照射される側の面にあり、フィルム基板２７０は、書き込まれた情報を使用者が観察する側の面にある。透明電極２２０及び２６０は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる層であり、各々が表示体駆動部１３０の端子と導通する。よって、表示体駆動部１３０が電圧を印加すると、透明電極２２０と透明電極２６０の間に電位差が生じる。光導電層２３０は、照射される光の光量に応じてその導電率を異ならせる導電体（すなわち光導電体）からなる層である。光導電層２３０としては、例えば、有機光導電体を用いることができる。

着色層２４０は、表示素子層２５０が光を透過する場合に観察される層であり、あらかじめ決められた色（本実施形態においては、黒）になされている。表示素子層２５０は、印加される電圧に応じて光の反射状態を異ならせる表示素子を含む層である。本実施形態の表示素子層２５０は、バインダー樹脂中にマイクロカプセル状のコレステリック液晶表示素子を分散させたものである。コレステリック液晶表示素子は、配向状態として、プレーナ配向状態とフォーカルコニック配向状態とになり得る。コレステリック液晶表示素子は、プレーナ配向状態にある場合には、光を反射（ブラッグ反射）してあらかじめ決められた色（本実施形態においては、白）を呈し、フォーカルコニック配向状態にある場合には、光を透過して着色層２４０の色を呈する。

本実施形態の書込装置１０及び表示媒体２０の構成は、以上のとおりである。かかる構成のもと、書込装置１０は、表示媒体２０が収容され、情報を書込可能な状態になると、情報を書き込む動作を行う。なお、情報の書込は、使用者による指示を契機に開始されてもよい。書込装置１０が書き込みを行う場合の動作、すなわち書込装置１０が光を照射する場合の動作は、リセットモードと書込モードの２種類のモードに分けられる。書込装置１０の制御部１１０は、表示体駆動部１３０、書込部１４０及び搬送部１５０を、これらのモードに応じて制御する。

書込装置１０は、まず、リセットモードで動作し、次いで、書込モードで動作する。リセットモードにおいて、制御部１１０は、集束部材１４２に光を集束させないようにしながら表示媒体２０の光導電層２３０に光を照射させ、光の照射位置を記録面２０ａの長辺の一端から他端に移動させる。例えば、制御部１１０は、反射部材１４３を図３（ｂ）に示す位置にすることによって、集束部材１４２に光が照射されるのを妨げる。このとき、制御部１１０は、光導電層２３０に照射される光が均等な光量に近づくように、発光部材１４１による光量や搬送部１５０による移動速度を調整する。このようにして記録面２０ａに一様な光が照射されると、表示媒体２０は、事前に書き込まれていた情報が消去され、記録面２０ａ全体が一様な階調（本実施形態においては、白）となる。なお、リセットモードにおいて照射される光は、理想的には一様な光であるが、表示に大きく影響を与えない程度の誤差を許容し得る。

リセットモードから書込モードに切り替わるとき、制御部１１０は、光の照射の態様を切り替える。例えば、制御部１１０は、反射部材１４３の位置を、図３（ｂ）に示す位置から図３（ａ）に示す位置に切り替える。これにより、集束部材１４２は、光の進行を妨げるものがなくなるため、光が照射されるようになる。このとき照射される光は、リセットモードの場合のように一様な光ではなく、表示データに応じた光となる。よって、表示媒体２０は、記録面２０ａのそれぞれの位置（画素）が照射された光に応じた階調となる。なお、制御部１１０は、モードの切り替えに際して、供給する電圧の極性を切り替えるための信号を表示体駆動部１３０に供給してもよいし、移動速度を切り替えるための信号を搬送部１５０に供給してもよい。

以上のとおり、本実施形態の書込装置１０によれば、発光部材１４１以外の光源を用いずに、リセットモードにおいては、集束部材１４２により集束されない光が表示媒体２０に照射され、書込モードにおいては、集束部材１４２により集束された光が表示媒体２０に照射されるようになる。

光導電層２３０に照射される光は、集束部材１４２を通過しないで進行してきた場合（リセットモード）、集束部材１４２を通過して進行してきた場合（書込モード）と比べ、一度に照射される面積が大きくなる。また、光導電層２３０に照射される光は、集束部材１４２を通過しないで進行してきた場合、集束部材１４２の透過率に起因する損失を受けない。一般に、集束部材１４２を通過しない光は、集束部材１４２の光の透過率に応じて、集束部材１４２を通過する光よりも光量が高くなる。例えば、屈折率分布型レンズの透過率は２〜４％程度であるため、集束部材１４２に屈折率分布型レンズを用いた場合の光量差は、集束部材１４２を通過させる場合とさせない場合とで２５〜５０倍程度異なる。

一般に、表示媒体２０は、高温環境に放置された場合には、より低温で放置された場合と同等の駆動条件で駆動しても、低温で放置された場合と同じ反射率にならない傾向がある。つまり、表示媒体２０は、高温で放置されると、リセットモードによって情報を消去しようとしても消去しきれない場合がある。また、高温環境に放置された場合には、より高光量で情報を消去しなければ、低温環境に放置された場合と同等の反射率を得ることができない。よって、あらゆる環境で使用された表示媒体２０において確実に情報を消去したければ、リセットモードにおいてはなるべく高い光量で光を照射する必要がある。

本実施形態の書込装置１０によれば、情報を消去する際に、情報を書き込む際と同じ態様で表示媒体２０に光を照射する場合よりも高光量の光が照射されるため、かかる場合に比べ、より高温環境で放置された表示媒体２０の情報も消去される。また、本実施形態の書込装置１０によれば、情報を書き込む際と同じ態様で表示媒体２０に光を照射する場合に比べ、情報を消去した後の表示媒体２０の記録面２０ａの反射率が高くなる。

［変形例］
上述した実施形態は、本発明の一例である。本発明は、例えば、以下の変形例を適用可能である。なお、上述した実施形態及び以下の変形例は、必要に応じて、これらを組み合わせて適用してもよい。

（１）変形例１
図５は、上述した書込部１４０の変形例を示す図である。本例の書込部１６０は、書込部１４０の反射部材１４３及び１４４に代えて反射部材１６１及び１６２を備えるとともに、発光部材１４１が照射する光の方向を表示媒体２０の記録面２０ａに対して平行になるようにしたものである。また、集束部材１４２も、これに伴い、光を通す方向が表示媒体２０の記録面２０ａに対して平行になるようにされており、発光部材１４１が照射する光を、手前側（発光部材１４１に近い側）から奥側（反射部材１６１に近い側）に通過させる。反射部材１６１は、集束部材１４２により集束された光を記録面２０ａに向けて反射させる。すなわち、反射部材１６１は、集束部材１４２との協働により、光を記録面２０ａに向けて集束させる手段として機能している。反射部材１６２は、発光部材１４１から集束部材１４２に至る光の経路のいずれかに位置において、発光部材１４１が照射する光を記録面２０ａに向けて反射させる。反射部材１６２は、書込部１４０の反射部材１４３と同様に、図示せぬ駆動手段により、発光部材１４１から集束部材１４２に至る光の経路を遮る状態（同図（ｂ））と、これを遮らない状態（同図（ａ））とに切り替えられるように構成されている。

本例の構成の場合は、上述した実施形態の構成（図２）の構成の場合よりも、光の経路が書込部１４０の厚さ（表示媒体２０の記録面２０ａに垂直な方向の寸法）方向について短くなる。特に、集束部材１４２の長さや焦点距離が実施形態のものよりも大である場合には、厚さ方向の経路を短くできる割合が大きくなる。

（２）変形例２
本発明において、集束手段に光を集束させる場合とさせない場合とを切り替える態様は、照射手段と集束手段の間に反射手段を設けるもの（実施形態）であってもよいが、駆動手段によって集束手段を移動させるものであってもよい。集束手段を移動させる態様の場合、照射手段により照射された光の経路は、（集束手段を通過するか否かという点に相違はあるが）集束させる場合とさせない場合とで変化しない。

（３）変形例３
本発明において、情報を消去する動作と情報を書き込む動作は、連続して行われる必要がない場合もある。例えば、情報がまだ書き込まれていない（いわゆる白紙の）表示媒体に書き込みを行う場合であれば、情報を書き込む動作の前に情報を消去する動作を行う必要がない。よって、本発明に係る書込装置は、例えば、使用者の操作に応じて、情報を消去する動作を行うモードと、情報を書き込む動作を行うモードと、情報を消去する動作と情報を書き込む動作とを連続して行うモードとを切り替えて実行できる構成としてもよい。

（４）変形例４
本発明において、光書込型表示体は、モノクロ表示を行うものに限らず、カラー表示を行うものであってもよい。また、光書込型表示体は、コレステリック液晶表示素子ではなく、他の表示素子を用いたものであってもよい。

（５）変形例５
本発明に係る書込装置は、上述した表示体駆動部１３０や搬送部１５０を含む書込装置１０全体として把握されてもよいが、いわゆる記録ヘッド単体（書込部１４０）として把握されてもよい。書込装置１０全体を本発明に係る書込装置としてみた場合、切替手段は、制御部１１０と書込部１４０の協働によって実現されているとみなすことができる。また、書込部１４０を本発明に係る書込装置としてみた場合、切替手段には、反射部材１４３（又は反射部材１６２）やこれを移動させる駆動手段が含まれる。また、本発明に係る書込装置は、例えば、書込装置１０と表示媒体２０とを組み合わせたような、光書込型表示体と一体に構成されたものであってもよい。

書込装置の構成を示すブロック図書込部の構成を示す図反射部材の位置の切り替えの態様を例示する図表示媒体の記録面の構成を示す図書込部の変形例を示す図

符号の説明

１０…書込装置、１１０…制御部、１２０…情報取得部、１３０…表示体駆動部、１４０、１６０…書込部、１４０ａ…照射部、１４０ｂ…経路変更部、１４１…照射部材、１４２…集束部材、１４３、１４４、１６１、１６２…反射部材、１５０…搬送部、２０…表示媒体、２０ａ…記録面

Claims

照射された光に応じた表示を行う光書込型の表示体に照射される光を照射する照射手段と、
前記照射手段が照射する光を前記表示体に向けて集束させる集束手段と、
前記表示体に情報を書き込む第１の状態と、前記表示体に書き込まれた情報を消去する第２の状態とを切り替える切替手段とを備え、
前記切替手段は、
前記第１の状態において、前記照射手段により照射される光を前記集束手段に通して前記表示体に照射し、
前記第２の状態において、前記照射手段により照射される光を前記集束手段に通さないで前記表示体に照射する
ことを特徴とする書込装置。
前記切替手段は、
前記照射手段から前記集束手段に至る光の経路のいずれかの位置において、光の進行を当該経路と異なる経路に変更させて前記表示体に照射させる経路変更手段を備え、
前記第２の状態において、前記経路変更手段に光の経路を変更させ、前記第１の状態において、前記経路変更手段に光の経路を変更させない
ことを特徴とする請求項１に記載の書込装置。
前記照射手段は、光の照射方向が前記表示体に対して平行になるように光を照射し、
前記集束手段は、
前記照射方向にある長さを有し、前記照射手段により照射された光を当該照射方向の手前側から奥側に集束させる集束部材と、
前記集束部材により集束された光を前記表示体に向けて反射させる第１の反射部材とを備え、
前記経路変更手段は、
前記照射手段から前記集束部材に至る光の経路のいずれかの位置において、当該光を前記表示体に向けて反射させる第２の反射部材を備える
ことを特徴とする請求項２に記載の書込装置。
照射された光に応じた表示を行う光書込型の表示体と、
請求項１ないし３のいずれかに記載の書込装置と
を備えることを特徴とする表示装置。