(57)【要約】【課題】ブリーフケースに適合したコンパクトさ、バッテリー駆動、および媒体の再利用に適した、プリンタおよび媒体の解決策を提供する。【解決手段】プリンタは、紙状の書き換え可能なシートの表面に画像を形成する、低電力の電極アレイから成っている。シートは、それぞれの電極が生成するピクセルサイズの電界に応答し、その結果、電界の極性に応答して画像形成されるピクセルアレイが生じる。シートは、エネルギー効率が高く双安定性で２モードの分子層である、書き換え可能な着色剤でコーティングされており、画像を変えるエネルギーのみが必要で、その画像を保持または照明するエネルギーは不要である。
2005531788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
局部的な電界の影響を受けやすい、双安定性のエレクトロクロミック着色剤層を有する書き換え可能な媒体と、
該媒体に関連して、前記局部的な電界を生成する電極サブシステムと
を備えるプリントシステム。
【請求項２】
前記電極サブシステムを通って前記媒体のシートを動かす搬送機構をさらに備える、請求項１に記載のプリントシステム。
【請求項３】
前記搬送機構は、少なくとも１つの媒体位置センサをさらに備える、請求項２に記載のプリントシステム。
【請求項４】
テキストおよび画像を、ダウンロードする手段と、記憶する手段と、配列する手段と、プリントする手段とをさらに備える、請求項１に記載のプリントシステム。
【請求項５】
ポータブルハードコピープリント装置として構成される、請求項１に記載のプリントシステム。
【請求項６】
ポータブルコンピュータ機器における、請求項１に記載のプリントシステム。
【請求項７】
通信装置にあることを特徴とする請求項１に記載のプリントシステム。
【請求項８】
前記電極サブシステムは、実質的に静止しており、前記媒体が該電極サブシステムを通って輸送されるときに、前記媒体のシート上にプリントをするように構成されているものである、請求項１に記載のプリントシステム。
【請求項９】
前記エレクトロクロミック着色剤層は、分子性着色剤のコーティングの少なくとも１つの層をさらに備え、
該コーティングの分子は、少なくとも２色であり、前記局部的な電界の影響を受けて色状態同士の間での双安定性のスイッチングを行うことができる、請求項１に記載のプリントシステム。
【請求項１０】
（１）分子配座の変化すなわち異性化と、（２）化学結合の変化による拡張された共役（extended conjugation）の変化と、（３）分子の折り畳み（folding）または延伸（stretching）とを含む群から選択される機構によって生じる、電界によって誘導されるバンドギャップの変化を前記分子が呈するものである、請求項９に記載のプリントシステム。
【請求項１１】
前記搬送機構は、前記電極サブシステムに接続されて前記局部的な電界を生成する発電機をさらに備える、請求項２に記載のプリントシステム。
【請求項１２】
原色のピクセルでできているモザイクのピクセルパターンを、前記分子性着色剤のコーティングがさらに備えていて、前記電極サブシステムによって前記媒体上にフルカラープリントが行われるようにされている、請求項９に記載のプリントシステム。
【請求項１４】
時間的におよび空間的に電界をアドレス指定する（field address）手段を、前記電極サブシステムがさらに備える、請求項１に記載のプリントシステム。
【請求項１５】
局部的な電界を選択的に供給するステップであって、該電解のそれぞれが所定の画素サイズに合致しているステップと、
前記電界を横切ってプリント媒体を搬送して、該媒体の双安定性のエレクトロクロミック着色剤層が前記電界にさらされるようにする、搬送ステップと、
該電界を操作し、それによって、前記エレクトロクロミック着色剤層上にプリントされるデータを生成する、操作ステップと
を含む、ハードコピーのプリント方法。
【請求項１６】
前記局部的な電界の第１の極性によって画素がプリントされる、請求項１５に記載のハードコピーのプリント方法。
【請求項１７】
前記局部的な電界の前記第１の極性の逆の極性によって画素が消去される、請求項１６に記載のハードコピーのプリント方法。
【請求項１８】
ポータブルハードコピー装置において用いられる、請求項１５に記載のハードコピーのプリント方法。
【請求項１９】
ポータブルコンピュータ機器において用いられる、請求項１５に記載のハードコピーのプリント方法。
【請求項２０】
通信装置において用いられる、請求項１５に記載のハードコピーのプリント方法。
【請求項２１】
前記エレクトロクロミック着色剤層は、分子性着色剤のコーティングの少なくとも１つの層であり、該コーティングの分子は、少なくとも２色であり、前記局部的な電界の影響を受けて色状態同士の間での双安定性のスイッチングを行うことができる、請求項１５に記載のハードコピーのプリント方法。
【請求項２２】
前記分子は、（１）分子配座変化すなわち異性化と、（２）化学結合の変化による拡張された共役の変化と、（３）分子の折り畳みまたは延伸とを含む群から選択される機構によって生じる、電界によって誘導されるバンドギャップの変化を呈する、請求項２１に記載のハードコピーのプリント方法。
【請求項２３】
デジタルデータからプリント可能な画素に対応する局部的な電界を選択的に供給する電極サブシステムを含むプリント装置を提供するステップと、
前記電界の影響を受けやすい書き換え可能な媒体機器を提供するステップであって、該媒体機器はサービスとそれに関連する使用料金とに関連している、媒体機器を提供するステップと、
該媒体機器が前記プリント装置に関連して用いられるときにはいつも、前記使用料金と現在の残高とに関連し読み取れる情報を、前記静止したプリント装置を用いて前記媒体機器上にプリントし再プリントするステップと
を含む、取引を行う方法。
【請求項２４】
前記局部的な電界の第１の極性によって画素がプリントされる、請求項２３に記載の取引を行う方法。
【請求項２５】
前記局部的な電界の前記第１の極性の逆の極性によって画素が消去される、請求項２４に記載の取引を行う方法。
【請求項２６】
前記取引は、ポータブルハードコピー装置を用いて行われる、請求項２３に記載の取引を行う方法。
【請求項２７】
前記取引は、ポータブルコンピュータ機器を用いて行われる、請求項２３に記載の取引を行う方法。
【請求項２８】
前記取引が通信装置を用いて行われる、請求項２３に記載の取引を行う方法。
【請求項２９】
前記エレクトロクロミック着色剤層は、分子性着色剤のコーティングの少なくとも１つの層であり、該コーティングの分子は、少なくとも２色であり、前記局部的な電界の影響を受けて色状態同士の間での双安定性のスイッチングを行うことができる、請求項２３に記載の取引を行う方法。
【請求項３０】
前記分子は、（１）分子配座変化すなわち異性化と、（２）化学結合の変化による拡張された共役の変化と、（３）分子の折り畳みまたは延伸とを含む群から選択される機構によって生じる、電界によって誘導されるバンドギャップの変化を呈する、請求項２９に記載の取引を行う方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［発明の背景］
１．発明の分野
本発明は包括的にはハードコピー装置に関し、詳細には書き換え可能な媒体を用いるプリント（printing）および方法に関し、特に、電界によって切換え可能な双安定性の２モードの分子性（molecular）着色剤のコーティングを用いて書き換え可能な媒体に適合されたプリントシステムに関する。
【０００２】
［関連出願へのクロスレファレンス］
該当なし。
【０００３】
［連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載］
該当なし。
【０００４】
［付属書類（APPENDIX）への参照］
本願は、本発明にしたがって特許を請求する主題に関連する、MOLECULAR MECHANICAL DEVICES WITH A BAND GAP CHANGE ACTIVATED BY AN ELECTRIC FIELD FOR OPTICAL SWITCHING APPLICATIONSについての、ZHANG、WILLIAMSおよびVINCENTによって２００１年４月２７日に出願された、本願と発明者が同じである（co-inventors'）米国特許出願第０９／８４４，８６２号の関係する明細書ページおよび図面を含む、ハードコピーの付属書類を含む。
【０００５】
２．関連技術の説明
１９６０年代初頭から、表示装置用の、静電気によって分極した２色の（bichromal）粒子が知られている。最近、電子的な紙状のプリント手段が必要となることによって、少なくとも２つのエレクトロクロミック画素（ピクセル（pixel））着色剤の開発が促された。すなわち、（１）マイクロカプセル化した電気泳動性着色剤（例えば、譲受人がイー・インク・コーポレーション（E Ink Corp.）であるELECTRONIC BOOK WITH MULTIPLE PAGE DISPLAYSについての米国特許第６，１２４，８５１号（Jacobson）を参照されたい）、および、（２）電界によって回転可能な（field rotatable）２色の着色剤の球（例えば、米国特許第５，６０４，０２７号（Sheridon、譲受人はゼロックス・コーポレーション）を参照されたい）である。このようなエレクトロクロミック着色剤はそれぞれ、おおよそ半球形に分かれて（hemispherically）２色になっており、それぞれのマイクロカプセルの一方の半球は、表示（ディスプレイ、display）の背景色（例えば、ホワイト）にされ、第２の半球は、プリントまたは画像の色（例えば、ブラックまたはダークブルー）にされる。着色剤は、電界によって移動（translated）または回転され、それぞれのピクセルにおいて、所望の半球の色が見る人に面する。商業上、実際には、このようなゼロックス（商標）およびイー・インク（商標）の製品は、一定の電界に依存して、そのような技術を用いるスクリーンまたはその他の形式の媒体上に画像を維持する。
【０００６】
ここでの発明の譲受人であるヒューレット・パッカード社は、表示装置用および書き換え可能な媒体用を含むさまざまな用途を有する２モードの分子性着色剤を作り出すことによって、このようなマイクロカプセルをベースにした着色剤技術を超えた。いくつかの実施形態において、このような分子は双安定性でもあり、それは、特定の状態を維持するために電子的保持電界（electronic holding field）が必要でない、ということを意味する。本明細書において用いる「書き換え可能な」という用語は、書き込み可能かつ消去可能であるということを意味するよう理解されるべきである。概して、そのような書き換え可能な電子製品の開発の目的は、外観および可読性（readability）においてハードコピーに本当に似ている電子画像を生成する手段を提供することである。本明細書の付属書類においては、この技術分野におけるヒューレット・パッカード（商標）のいくつかの発明のうちの１つの詳細な説明を行う。
【０００７】
「ラップトップ」、「ノートブック」、および「パームトップ」のスタイルのモバイルコンピュータ、および、視覚的表示装置を用いる通信装置は、通常、仕事の出張中またはその他オフィスから離れているときに用いられ、したがって、軽量で、標準のブリーフケースまたは手提げかばんに具合よく収まり、バッテリー駆動でなければならない。このようなモバイル装置は、それに対応して小型で低解像度の表示装置を有する。これは、一般的には、数語またはせいぜい数行のテキストのみの表示に制限されているような液晶技術の表示装置（「ＬＣＤ」）であることが通常といえる。そのような表示装置では、装置と人間の間のインターフェースが厳しく制限され、コントラストが低く視野角が狭いために、読むのが困難である。そのようなモバイルコンピュータおよび通信装置の使用が増加するにつれて、そのようなモバイルコンピュータおよび通信装置に組み込まれたまたはそれらとともに用いるよう適合させた、小型でモバイルのハードコピープリント機器およびプリンタが、ますます必要になっているにもかかわらず、その要求は十分に満たされてはいない。
【０００８】
最新技術のプリントは、より劣悪な品質の電子的な視覚的表示装置の情報の読み取りに取って代わるものとして都合がよいが、モバイルコンピュータおよび通信装置のユーザは通常、モバイルで仕事をする状況において、ポータブルのインク印字（inking）プリンタ（例えば、市販のＨＰ（商標）のポータブルのデスクジェット（商標）シリーズ）および補給品の紙を、所持せず、所持したいとも思わない。さらに、プリントされるものは概して、一度読んで廃棄されるか、短い仕事時間の間しか保持されない。したがって、モバイルコンピューティングおよび通信の用途においては、何度も再利用することができる媒体上、すなわち書き換え可能な媒体上へのプリントが求められる。
【０００９】
従来のプリンタ技術は、モバイル機器に対する前述の要求の助けとはならない。インク、トナー、および熱をベースにした技術は、比較的永久的なプリントを生成するが、通常はブリーフケースに適合してはおらず、小型電池による適度なバッテリー駆動を上回る電力が必要である。
【００１０】
便利なポータブルプリント装置および書き換え可能な媒体システムが、必要とされている。
【００１１】
［発明の概要］
本発明は一般的に、ブリーフケースに適合したコンパクトさ、バッテリー駆動、および媒体の再利用に適した、プリンタおよび媒体の解決策を提供する。プリンタは、紙状の書き換え可能な媒体シートの表面に画像を形成する低電力の電極アレイから成っている。シートは、それぞれの電極が生成するピクセルサイズの電界に応答し、その結果、電界の極性に応答して画像形成されるピクセルアレイが生じる。シートは、好ましくは、エネルギー効率が高く双安定性で２モードの分子層である、書き換え可能な着色剤でコーティングされており、画像を変えるエネルギーのみが必要で、その画像を保持または照明するエネルギーは不要である。
【００１２】
本発明は、その基本的な態様において、局部的な電界の影響を受けやすい、双安定性のエレクトロクロミック着色剤層を有する書き換え可能な媒体と、当該媒体に関連する、上記局部的な電界を生成する電極サブシステムとを含むプリントシステムを提供する。好ましい実施形態において、エレクトロクロミック着色剤層は、分子性着色剤のコーティングの少なくとも１つの層を含み、コーティングの分子は、少なくとも２色であり、上記局部的な電界の影響を受けて色状態同士の間での双安定性のスイッチングを行うことができる。
【００１３】
他の態様において、本発明は、局部的な電界を選択的に供給するステップであって、当該電界のそれぞれが所定の画素サイズに合致しているステップと、上記電界を横切ってプリント媒体を搬送して、当該媒体の双安定性のエレクトロクロミック着色剤層が上記電界にさらされるようにする、搬送ステップと、当該電界を操作し、それによって、上記エレクトロクロミック着色剤層上にプリントされるデータを生成する、操作ステップとを含む、ハードコピーのプリント方法を提供する。
【００１４】
他の態様において、本発明は、取引を行う方法を提供する。方法は、デジタルデータからプリント可能な画素に対応する局部的な電界を選択的に供給する電極サブシステムを含むプリント装置を提供するステップと、上記電界の影響を受けやすい書き換え可能な媒体機器を提供するステップであって、当該媒体機器は、サービスとそれに関連する使用料金とに関連する、媒体機器を提供するステップと、当該媒体機器が上記プリント装置に関連して用いられるときにはいつも、上記使用料金と現在の残高とに関連する読み取れる情報を、上記固定したプリント装置を用いて上記媒体機器上にプリントし再プリントするステップとを含む。
【００１５】
前記の概要は、発明者らによって本発明のすべての態様、目的、利点、および特徴の包括的なリストであるよう意図されるものではなく、そこから本発明の範囲へのいかなる限定も暗示されるべきでない。この概要は、米国特許法施行規則第１．７３条および米国特許審査便覧第６０８．０１（ｄ）章の求めるところ（mandate）にしたがって、単に一般の人々、とりわけ本発明が関係する特定の技術に興味がある人々に、将来の調査（searches）において本特許の即座の理解を支援する助けとなるようにするため、本発明の本質を知らせるためだけに提供されるものである。本発明のその他の目的、特徴、および利点は、以下の説明および添付図面を検討すれば、明らかとなろう。添付図面において、図面を通して同じ参照名称は同様の特徴を表す。
【００１６】
米国特許法施行規則第１．８４条第（ｕ）項にしたがって、本明細書の付属書類の図との混同を防止するために、本願の図面は大文字を２つ末尾に添えて用いる。
【００１７】
本明細書において参照する図面は、特に注釈を付さない限り、正確な縮尺率で描かれてはいないと解釈するべきである。
【００１８】
［発明の詳細な説明］
次に、本発明を実施するのに現在考えられている最良の態様を示す、本発明の具体的な実施形態に詳細に言及する。適用可能な他の実施形態についてもまた、簡単に説明する。
【００１９】
［定義］
以下の用語および考え方は、本説明と本明細書の付属書類の両方に適用可能である。
【００２０】
本明細書において用いる「自己組織化した（self-assembled）」という用語は、システムの各構成要素の特性に起因して、ある幾何学的パターンを自然に選ぶステムを意味する。システムは、この構成を選ぶことにより、少なくともそのエネルギーの局所的な最小値を達成する。
【００２１】
「単一回設定可能な」という用語は、スイッチが、酸化または還元反応等の不可逆プロセスによって、１回だけその状態を変えることができる、ということを意味する。そのようなスイッチは、例えば書き込み可能なリードオンリメモリ（ＰＲＯＭ）の基礎であってもよい。
【００２２】
「再設定可能な」という用語は、スイッチが、酸化または還元等の可逆プロセスによって、多数回その状態を変えることができる、ということを意味する。言い換えれば、スイッチは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）におけるメモリビットや表示装置におけるカラーピクセルのように、多数回開閉することができる。
【００２３】
分子に適用する「双安定性の」という用語は、エネルギー（または活性化）障壁によって隔てられた、２つの比較的に低エネルギーの状態（局所最小）を有する分子を意味する。分子は、一方の状態から他方の状態に不可逆的にスイッチングされてもよく（単一回設定可能）、一方の状態から他方の状態に可逆的にスイッチングされてもよい（再設定可能）。「多安定性の」という用語は、そのような低エネルギー状態すなわち局所最小を２つよりも多く有する分子を意味する。
【００２４】
本発明による着色剤分子のための用語「２モード」は、高速であるが、揮発性の切替えを可能にするために、活性化障壁がないか、あるいは低い場合を含むように意図されうるものである。この後者の状況においては、双安定性は不要であり、分子は電界によって１つの状態に切替えられ、電界を除去する際にその元の状態に再度緩和する。そのような分子は「２モード」と呼ばれる。実際には、２モード着色剤分子のこれらの形態は「自己消去型」である。対照的に、双安定着色剤分子の場合、着色剤分子は電界を除去してもその状態に保持されたままであり（不揮発性スイッチ）、その場合には活性化障壁が存在するので、分子をその以前の状態に戻すためには逆の電界をかける必要がある。また、本発明の態様を記述するための１つの用語としてこれ以降用いられるような「分子着色剤（molecular colorant）」は、分子レベルで挙動する染料のような他の化学的調合物とは区別されるべきである。言い換えると、これ以降に用いられる「分子着色剤」は、付属書およびそれの均等物に記載されるような着色剤分子が本発明に従って用いられることを意味する。
【００２５】
ミクロンオーダーの寸法とは、大きさが１マイクロメートルから数マイクロメートルにわたる寸法を意味する。
【００２６】
サブミクロンオーダーの寸法とは、１マイクロメートルから０．０５マイクロメートルにわたる寸法を意味する。
【００２７】
ナノメートルオーダーの寸法とは、０．１ナノメートルから５０ナノメートル（０．０５マイクロメートル）にわたる寸法を意味する。
【００２８】
ミクロンオーダーのおよびサブミクロンオーダーのワイヤーとは、幅または直径の寸法が０．０５〜１０マイクロメートルであり、高さが数十ナノメートルから１マイクロメートルにわたってもよく、長さが数マイクロメートル以上である、ロッドまたはリボン型の導体または半導体を意味する。
【００２９】
「ＨＯＭＯ」とは、化学における一般的な「最高被占分子軌道」を表す頭字語であり、「ＬＵＭＯ」とは、化学における一般的な「最低空分子軌道（lowest unoccupied molecular orbital）」を表す頭字語である。ＨＯＭＯおよびＬＵＭＯは、分子における電子伝導を司り、ＨＯＭＯとＬＵＭＯとの間およびその他のエネルギー的に近傍の分子軌道同士の間のエネルギー差が、その分子の色を司る。
【００３０】
本発明の状況における「光スイッチ」とは、人間の目で検出可能な範囲内と範囲外の両方の、例えば遠赤外（ＩＲ）から深紫外（ＵＶ）にわたる、分子の電磁特性の変化を伴う。光スイッチングは、電磁放射の、吸収、反射、屈折、回折、および散漫散乱等の特性の変化を含む。
【００３１】
「透明性」という用語は、可視スペクトル内で、着色剤を通る光が、その着色剤がスペクトル的に吸収を行う領域以外では、光学的に妨げられないまたは変化しない、ということを意味するよう定義される。例えば、分子性着色剤が可視スペクトルにおいて吸収を行わない場合には、その着色剤は無色透明の透明性を有するように見える。
【００３２】
「全周囲（omni-ambient）照明視認性」という用語は、本明細書において、目が応答するなんらかの周囲照明条件の下での視認性として定義される。
【００３３】
一般的な命題（proposition）として、本発明の状況における「媒体」は、ポータブルであれ固定されているものであれ、「双安定性の」分子が用いられる本発明による分子性着色剤または分子性着色剤を含むコーティングを含むまたは層状に積み重ねた、いかなる表面も含む。例えば、１枚の紙の特性のすべてを呈する、柔軟性を有するシートも、機器の書き込み可能な表面（分子性着色剤を用いた、冷蔵庫のドアであれ、計算機器であれ）も、両方ともである。本発明の状況における「表示装置」（または「スクリーン」）は、「２モード」の分子であるが必ずしも双安定性の分子というわけではないものを用いる、いかなる装置も含む。ここまでが媒体タイプの装置（devices）でここからが表示機構である、という境界があいまいなので、「媒体」としてのまたは「表示装置」としてのいかなる特定の実施形態の名称からも、本発明の範囲へのいかなる制限も意図するものではなく、また暗示されるべきでない。
【００３４】
詳細な説明および付属書を読むことから明らかになるように、本発明によれば、「分子」は単体の分子素子、たとえば光スイッチを意味するものと解釈されることができるか、あるいは状況によっては、分子レベル素子の大きなアレイ、たとえば、個別にアドレス指定可能なピクセルサイズの光スイッチ、実際には自己組織化の実施態様において単一の分子として共有結合される光スイッチからなるアレイの場合もある。したがって、いくつかの分子システムは、システムを形成する個々の分子素子の選択的なドメインの変更を利用することができる超分子を含むものと認識することができる。本明細書において用いられるような用語「分子システム」は、たとえばピクセルパターンの規則的なアレイとして組織化されて用いられる単体の分子システム、および分子レベルで結合された個々の素子の両方を指す。これらの用語を入れ替えて用いることによって、本発明の範囲への制限が意図されることはなく、また暗示されるべきではない。
【００３５】
［具体的な実施形態］
次に図１ＡＡを参照して、本発明によるプリントシステム１００は、プリントサブシステム１０１（以下ではより簡単に「プリンタ１０１」と呼ぶ）と、消去可能に書き込み可能なプリント媒体１０５という、２つの主な構成要素を有する。プリンタ１０１は、電極アレイ１０３および媒体搬送サブシステム１０７を含む。データ取扱い、プリント、および媒体搬送のためのさまざまなサブシステムへの電力供給に関連する電子機器回路のパッケージを、包括的な「コントローラ」１１５として示す。そのような制御は、最新技術において既知である。英数字のテキストおよび画像をダウンロード、記憶、配列、およびプリントする（例えば、適切なバッファおよびメモリを有する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を用いてもよい）、および電力を供給する（例えば、バッテリー）、既知の方法に関連する電子回路およびソフトウェアまたはファームウェアが設けられる。本発明は、画像データを入力、記憶、配列、およびプリントする従来のコンピュータにインターフェースされるプリンタに一般的な回路を用いる。プリンタは、コンピュータに直接インターフェースされて（例えば、直接ライン接続または無線）プリントを行ってもよく、あるいはメモリからあらかじめダウンロードした画像をプリントしてもよい。
【００３６】
書き換え可能な媒体１０５については、Kent Vincent他によって２００１年７月３１日に出願された同時係属中の米国特許出願第０９／９１９，３９４号において詳細に説明されている。図２ＡＡ、図２ＢＢの部分拡大図に概略的に示すように、この同時係属出願において説明されている本発明の一実施形態による電子プリント媒体は、バッキング２０１の基板の上に貼られたエレクトロクロミックコーティング２０２を備える。エレクトロクロミック分子性着色剤のコーティング２０２の層（約数ミクロン）は、電界の印加の結果として配座（conformational）変化を受ける、２モードで、好ましくは双安定性の、エレクトロクロミック分子を含む。この電界は実際に、このコーティングの選択的に局部的な領域を、１つの色相（hue）から他の色相に変える。これは、着色剤１立方ミクロン当たり何百万個もの分子スイッチング素子であると考えることができる。分子性システムの包括的な説明は、本明細書の付属書類において説明されている。
【００３７】
図２ＡＡおよび図２ＢＢに示すように、主な部分として、プリントの主要な実施形態において、分子性着色剤２０２でコーティングされたフレキシブル基板２０１（例えばプラスチック）が設けられている。分子性着色剤２０２の２色の分子スイッチング素子が、印加電界によって、双安定性の両状態（例えば、ブラックと透明）の間を行き来して選択的にスイッチングされ、電界の極性を変化させて、選択した画素（「ピクセル」）の状態を変化させる。好ましい実施形態において、媒体１０５はプリンタ１０１には取り付けられていない。
【００３８】
また図１ＡＡに戻ると、プリントヘッド１０３は、それぞれ図２ＡＡか図２ＢＢのどちらかに示す個々の電極２０３、２０４でできた電極アレイ１０７を含む。プリントヘッド１０３は、媒体１０５の表面に接するまたはほぼ（near）接する電極でできた、シート幅の直線状のアレイまたは同等の千鳥配置のアレイを備えてもよい。電極アレイおよび駆動電子機器回路は、静電プリンタに一般的なものであり、それらの構造およびインターフェースは既知である。例えば、１９９５年２月１４日の米国特許第５，３８９，９４５号においてSheridonは、再書き込み可能な紙上にプリントを行う電極アレイプリンタを説明している。それぞれは、既知の方法で大きさを調整され（sized）、配置され、電気的にアドレス指定されて、それぞれの所与のピクセル位置（またはピクセルのスーパーセット）において、書き換え可能な媒体１０５の１列（千鳥配置のアレイの場合には複数の列）のピクセルに沿って、着色剤層２０２に適切な電界を供給する。
【００３９】
図２ＡＡおよび図２ＢＢには、例示的な「フリンジフィールド」電極もまた示されている。電界は、図２ＢＢにおけるようにプリント媒体１０５の平面と垂直な向きであってもよく、図２ＡＡにおけるように平行な向きであってもよい。この例示的実施形態において、媒体１０５のバーチャルピクセルアレイに隣接して共通の電極または１組の電極が配置され、フリンジフィールドが着色剤２０２を通ることによってプリントが行われるようになっている。フリンジフィールドは、「Ｖhigh」および「Ｖlow」と名付けた破線によって示す。電界は電極先端の真下で集中して、戻り電界（return field）が分散し、そのため着色剤層には影響を与えない。基板の物理的構造によって電界が著しく影響を受けることがないので、フリンジフィールド画像形成（imaging）は有利である。
【００４０】
プリントヘッドアレイ１０３は、従来の集積回路および薄膜技術にしたがって製造してもよく、それによって、少なくとも市販のプリンタのうちで最良のもの、例えば現在の最新技術では１インチ当たり１２００ドット、と同等のピクセル解像度をもたらすことができる、媒体１０５の分子性着色剤２０２と組み合わせた、個々のプリントヘッド２０３、２０４でできた電極アレイ１０３を提供する。重要なことであるが、そのような電極アレイは、軽量バッテリーのみを必要とする低電力のものであってもよい。
【００４１】
再び図１ＡＡに戻って、媒体搬送機構１０７の例示的実施形態を示す。電極アレイ１０３の下に支持ローラ１１１がある。図２ＢＢの電極のタイプについては、支持ローラ１１１はオプションでフリンジフィールドが垂直な電極の役割を果たしてもよい、ということに注意されたい。１対の駆動ローラ１１３、１１４が好適に搭載され、駆動ローラ１１３、１１４と支持ローラ１１１との間のニップを媒体１０５が通るようになっている。プリントが確実に均一になるようにするために、駆動ローラ１１３、１１４に可逆モータドライブ（図示せず）を接続して、ニップを通る媒体１０５の動きを二方向性にしてもよい。搬送機構（transport）１０５を、従来のばねで留めた１組のローラ１１１、１１２、１１３として実施することが可能である、ということに注意されたい。これらのローラは、プリンタシステム１００の手差し（hand-feed）動作に対して抵抗を提供する。搬送機構１０７と電極アレイ１０３との間には、従来の媒体輸送（translation）位置センサ１０９が接続されている。媒体輸送位置センサ１０９を用いて、電極アレイ１０３に関するプリント媒体１０５の瞬時のピクセル行の位置を感知して、プリントパルスのタイミングを調節する。センサ１０９はまた、媒体の移動の開始位置および終了位置を検出するのに用いてもよい。多数のさまざまな感知方式（schemes）が適用可能である（例えば、シートに係合したローラの軸に取り付けた従来のシャフトエンコーダ、シートテクスチャーセンサ（例えば、譲受人であるヒューレット・パッカードの米国特許第５，０８９，７１２号および米国特許第５，８２５，０４４号）、または、シートに沿ってコード化トラック（コーディングトラック、coding track）を読み取るよう配置された従来のリニアエンコーダ、等）。
【００４２】
したがって、書き換え可能な媒体１０５は、プリンタを通って書き換え可能なシートを手動で引くことによって、または、普通のモータサーボと係合するローラとのシステムによって、搬送してもよい。書き換え可能な媒体１０５のシートは、電極アレイ１０３に対してシートが通過するときにピクセルの列を一度に１行ずつプリントすることによって、画像形成が行われる。
【００４３】
本発明の好ましい実施形態にしたがって用いられる分子性着色剤の性質（付属書類を参照されたい）のために、他の実施形態において、プリンタは非常に多くの実施態様に適合させてもよい、ということに注意するべきである。本発明は、円筒形のガラス製品用プリンタ、普通のドキュメントスタイルで通すのが１度の（single-swipe）ハンドヘルドプリンタ（例えば、ラベル貼り用）等の、専用プリンタに、容易に適合する。例えば、プリントヘッド１０３は、分子性着色剤２０２のコーティングを上に施した動いている物体の表面に係合して、回転している化学用ビーカーの、そのようにコーティングしたラベル上にプリントを行うよう適合させてもよい。同様に、臨床および化学の実験室用のガラス製品、運送用コンテナ、および小売価格シール等、使用するたびにラベルを貼り替えて、例えばそれぞれ、中身、出荷先住所、または価格、を示さなければならない、再使用可能な物体がある。このようなラベルは通常、人間可読情報と機械可読情報（バーコード）の両方を含んでいる。多くの用途において、人間の介入（例えば、古いラベルをはがすこと）のコストを回避するために、ラベル貼りを完全に自動化することが非常に望ましい。本発明の書き換え可能な媒体と電極プリンタとを用いれば、永久的なラベルをこのような物体に貼り、繰り返し使用するたびにプリント、消去、および再プリントすることができる。
【００４４】
他の例として、プリントシステムは、切符、クレジットカードまたはデビットカード、ホテルのキーカード、クラブのメンバーシップカード、または複写機のカード、等の分子性コーティング２０２を有する媒体機器５００を、視覚的にアップデートする（更新する）のに用いるよう、適合させてもよい。そのような手段５００は、従来、使用のたびに読み取り／アップデートが行われるコードを有する、機械可読の磁気記録帯を有している。アップデートデータ（updates）には、例えば、コピー数、乗車回数、出席者数、その他残りの値、またはホテルの部屋番号、が含まれる。これまでは、このような手段５００は、この情報を人間が可読な形式で伝える手段を提供していなかった。したがって、鉄道パスの所持者は、使用しようとするまで、そのパスに残っている値（金額、value）を知ることができない。この制約は、媒体機器５００の表面を本発明の書き換え可能なコーティング２０２でコーティングすることによって、克服される。書き換え可能なコーティングにおいて形成された画像は、トランザクションのたびに、本発明の電極アレイプリンタ１０３を用いて消去し再プリントすることができる。図５ＡＡおよび図５ＢＢに示す具体的な実施形態において、電車の切符５００は、適合した最新技術の券売（または改札）機５０１における使用のたびに、再プリントすることができる。
【００４５】
さらに、プリンタはまたは、固定位置の書き換え可能なシートの表面、例えば書き換え可能な包装ラベルまたは切符、の表面の上をさっと通るよう、ポータブルにするとともにカスタマイズしてもよい。したがって、食料品の価格のラベル貼り用等の標準のインク印字装置を、それに応じて適合させてもよい。図６ＡＡは、スクリーン６０１と、ユーザが特定の外観のコンテクスト（context）、例えば価格ラベル、を生成するためのコントロールパネル６０２とを有する、ハンドヘルドプリンタを示す。その外観は、スクリーン６０１上に現れる。そうすると、適切なサイズの書き換え可能な媒体１０５を横切って電極アレイ（想像線のブロック形式で示す）１０３をさっと通して、ラベルをプリントすることができる。
【００４６】
ポータブルプリンタの例示的な具体的実施形態を、図３ＡＡに示す。本例によるモバイルハードコピー装置またはプリンタ１０１は、小さい長方形（おそらく１インチ×１インチ）の断面を有するページ幅（例えば８インチ）の装置である。プリンタ１０１は、従来の方法で計算装置（図示せず）にインターフェースされている。エネルギー効率を最適にするために、紙状の書き換え可能な媒体１０５のシートは、一般的にユーザが選択する送り速度で、手動でプリンタ１０１を通って送られてもよい。シートは、いったんプリンタから取り出されると、標準のプリントした１枚の紙のように見え、読むことができる。この紙は、いったん読むと、プリンタ１０１内に再び送ることができ、そこで現在の画像を消去し新しい画像を同時にプリントする。媒体１０５の好ましい実施形態において、着色剤分子が双安定性なので、現在のプリントはまた、長期間保存することもできる。ハードコピー装置１０１は、当該技術分野において既知のようにコントローラ１１５内に適切なファクス−モデム回路を含むことによって、ポータブルファクシミリ装置として構成することができる、ということに注意されたい。バッテリーの要求事項を排除するために、送りローラは、電極を駆動する従来の発電機を組み込んでもよい、ということに注意されたい。
【００４７】
次に図４ＡＡを参照して、第２の例示的実施形態において、プリンタおよび書き換え可能なシートは、モバイルの、またはその他の方法でポータブルの、コンピュータ機器（携帯情報端末、ＰＤＡ、図示）に組み込まれる。シート１０５は、機器４００のケーシングの送りスロット（好ましくは、ケーシングの最長寸法のサイズになっていて最大プリント領域を提供する）を通って引出されるとき、機器４００内に収容されたシート幅の電極アレイ（本図では見えない）によってプリントされ消去される。内部のプリンタおよび書き換え可能な媒体シート１０５は、ＰＤＡからプリント可能な情報の一時的な使用または共有のための、便利で有益なアクセサリを提供する。機器４００上のバーチャルなおよび物理的なボタンを用いて、プリントする画像のシーケンスおよびドキュメントの選択を制御してもよい。図４ＢＢは、ポータブル通信装置４０１、例えばインターネットのアップリンクを介して受け取るダウンロードしたフルの電子メッセージの一時的なコピーをプリントアウトすることができる（低解像度ＬＣＤスクリーン４０３上で一度に数行のみを見ることに対する）携帯電話についての、類似した実施形態である。
【００４８】
書き換え可能な媒体１０５のシートは、オプションで、さまざまな分子性着色剤（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）でできたモザイクのピクセルパターンを含んでもよい。そのようなパターンは、最初に、従来のプリント手段、例えばインクジェットまたはリソグラフィーによって画像形成してもよい。このようなパターンになった着色剤は、オプションで、基準マークとともにプリントして、電子画像形成中に着色剤の位置を正確に感知することができるようにしてもよい。この着色剤のパターンを電極アレイがアドレス指定して、カラー画像を生成してもよい。さらなる詳細は、上記同時係属中の出願第０９／９１９，３９４号から拾い集めることができるが、本発明を完全に理解するために必要なわけではない。
【００４９】
前述のコンピュータ／通信機器の書き換え可能な媒体１０５のプルシート（pull sheet）は、好ましくは、繰り返し使用するための、柔軟性を有するが非常に頑丈な基板２０１からできている。シートは、シートを抜き出すときにプリンタ１０３または機器４００に係合してシートがはずれないようにする、タブまたはその他好適な止め具を含んでいてもよい。あるいは、シートは、プリントするとき、見るとき、および保管するときにシートの移動を支配する内蔵の止め具および移動止めを有する、従来の摺動引出し機構上に搭載されていてもよい。
【００５０】
本発明の好ましい実施形態の上記説明は、例示および説明の目的で行った。これは、網羅的であることすなわち本発明を開示した厳密な形式にまたは例示的実施形態に限定することを意図するものではない。明らかに、当業者には多くの変更および変形が明らかである。同様に、同じ結果を達成するために、説明したいかなる処理ステップも、他のステップと入れ替え可能であるかもしれない。実施形態は、本発明の原理およびその最良の態様の実際の用途を最良に説明し、それによって、他の当業者が本発明をさまざまな実施形態について意図する特定の使用または実施に適合するさまざまな変更とともに理解することができるようにするために、選択し説明した。本発明の範囲は、本明細書に添える特許請求の範囲およびそれらの均等物によって規定される、ということが意図される。ある単数の要素に言及することは、明示的にそのように述べていない限り、「１つのみ」ということを意味するよう意図するものではなく、むしろ、「１つまたはそれよりも多く」ということを意味する。さらに、本開示におけるいかなる要素、部品（component）、または方法のステップも、その要素、部品、または方法のステップが添付の特許請求の範囲において明示的に列挙されているかどうかにかかわらず、公のものとする（dedicated to the public）ことを意図するものではない。本明細書におけるいかなる特許請求の範囲の要素も、その要素が特に「〜するための手段」という句を用いて述べられていない限り、米国特許法第１１２条第６項の規定の下に解釈してはならず、本明細書におけるいかなるプロセスステップも、そのステップが特に「〜するステップを含む」という句を用いて述べられていない限り、そのような規定の下に解釈してはならない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１ＡＡ】本発明によるプリントシステムの基本要素（elements）の概略図である。
【図２ＡＡ】図１ＡＡに示すシステムの電極アレイの、フリンジフィールド（fringe field）が平行なプリントヘッドの概略図である。
【図２ＢＢ】図１ＡＡに示すシステムの電極アレイの、フリンジフィールドが垂直なプリントヘッドの概略図である。
【図３ＡＡ】図１ＡＡに示す本発明による動作中のコンピュータのプリンタ装置の実施形態の概略図である。
【図４ＡＡ】図１ＡＡに示す本発明によるプリント装置を有する動作中のコンピュータ機器の実施形態の概略図である。
【図４ＢＢ】図１ＡＡに示す本発明によるプリント装置を有する動作中の通信装置の実施形態の概略図である。
【図５ＡＡ】図１ＡＡ〜図２ＢＢに関して説明した本発明の、静止したプリンタ態様の実施形態を示す。
【図５ＢＢ】図１ＡＡ〜図２ＢＢに関して説明した本発明の、静止したプリンタ態様の実施形態を示す。
【図６ＡＡ】図１ＡＡに示す本発明によるハンドヘルドプリンタの他の実施形態を示す。
【図１ＡＡ】
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【図２ＡＡ】
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【図２ＢＢ】
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【図３ＡＡ】
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【図４ＡＡ】
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【図４ＢＢ】
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【図５ＡＡ】
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【図５ＢＢ】
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【図６ＡＡ】
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【国際調査報告】
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