(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部磁場と結合するよう構成された回転式ラッチング要素を有する回転要素シート材と、
傾斜場スタイラスであって、前記外部磁場が前記回転要素シート材に最も近い前記傾斜場スタイラスの末端部から与えられるように構成され、前記外部磁場が局在領域に形成されるように構成された、傾斜場スタイラスと、
を備えるキットであって、
回転要素シート材は、
基板内に配置され、かつ作動化流体に接触する複数の回転要素を備え、
基板は複数のシートラッチング構成部を備え、
複数の回転要素の少なくとも１つは、
（ｉ）入力電磁エネルギーへの第１の応答を第１の向きに示し、かつ入力電磁エネルギーへの第２の応答を第２の向きに示すように構成されたコアと、
（ｉｉ）少なくとも第１の回転可能ラッチング構成部および第２の回転可能ラッチング構成部と、を備え、
前記第１の向きおよび前記第２の向きは、前記回転要素の軸の周りの回転変換により関連づけられ、
複数のシートラッチング構成部の少なくとも１つは、前記第１の向きにおける前記第１の回転可能ラッチング構成部に隣接し、
前記シートラッチング構成部は、前記第２の向きにおける前記第２の回転可能ラッチング構成部に隣接し、
前記回転可能ラッチング構成部と、前記シートラッチング構成部とは、第１の傾斜場に基づいて、隣接するときに、引力を示すように構成され、
前記傾斜場スタイラスの末端は、前記外部磁場により定義される第２の傾斜場に基づいて、隣接するときに、前記回転可能ラッチング構成部との間に引力を示すように構成され、前記傾斜場スタイラスの末端に最も近い前記回転式ラッチング要素は、前記回転可能ラッチング構成部のいずれかと前記シートラッチング構成部の間の引力より大きな引力を受けることを特徴とするキット。
【請求項２】
回転要素シート材をアドレッシングする方法であって、
外部磁場と結合するよう構成された回転式ラッチング要素を有する回転要素シート材を設けるステップと、
傾斜場スタイラスであって、前記外部磁場が前記回転要素シート材に最も近い前記傾斜場スタイラスの末端部から与えられるように構成され、前記外部磁場が局在領域に形成されるように構成された、傾斜場スタイラスを設けるステップと、
回転要素シート材は、
基板内に配置され、かつ作動化流体に接触する複数の回転要素を備え、
基板は複数のシートラッチング構成部を備え、
複数の回転要素の少なくとも１つは、
（ｉ）入力電磁エネルギーへの第１の応答を第１の向きに示し、かつ入力電磁エネルギーへの第２の応答を第２の向きに示すように構成されたコアと、
（ｉｉ）少なくとも第１の回転可能ラッチング構成部および第２の回転可能ラッチング構成部と、を備え、
前記第１の向きおよび前記第２の向きは、前記回転要素の軸の周りの回転変換により関連づけられ、
複数のシートラッチング構成部の少なくとも１つは、前記第１の向きにおいて、前記第１の回転可能ラッチング構成部に隣接し、
前記シートラッチング構成部は、前記第２の向きにおいて、前記第２の回転可能ラッチング構成部に隣接し、
前記回転可能ラッチング構成部と、前記シートラッチング構成部とは、第１の傾斜場に基づいて、隣接するときに、引力を示すように構成され、
前記傾斜場スタイラスの末端は、前記外部磁場により定義される第２の傾斜場に基づいて、隣接するときに、前記回転可能ラッチング構成部との間に引力を示すように構成され、
前記傾斜場スタイラスを基板上で移動させて、
（ｉ）まず、前記第２の回転可能ラッチング構成部と前記傾斜場スタイラスの末端の間の引力を、前記第１の回転可能ラッチング構成部と前記シートラッチング構成部の間の引力より小さくし、
（ｉｉ）次に、前記第２の回転可能ラッチング構成部と前記傾斜場スタイラスの末端の間の引力を、前記第１の回転可能ラッチング構成部と前記シートラッチング構成部の間の引力より大きくし、
（ｉｉｉ）次に、前記第２の回転可能ラッチング構成部と前記傾斜場スタイラスの末端の間の引力を、前記第２の回転可能ラッチング構成部と前記シートラッチング構成部の間の引力より小さくする、
ことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２に記載の回転要素シート材をアドレッシングする方法であって、
前記第１の傾斜場を第１の磁場とし、
前記第２の傾斜場は第２の磁場とすることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多面アドレッシングのためのスタイラスを伴う回転要素シート材の使用法に関する。より具体的には、本発明は、回転要素シート材に個別のアスペクト変化を生じさせるように、回転要素シート材に磁場を案内するためのスタイラスの使用法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
回転要素シート材は、ともに本願に引用して援用する米国特許第４、１２６、８５４号および第４、１４３、１０３号に開示されており、一般には基板、作動化流体、および一群の回転要素（ローテータブルエレメント：rotatable element）を備える。以下により詳細に説明するが、回転要素シート材は、「再使用可能な電気ペーパ」としての使途を見出している。図１および図２は、回転要素１０、作動化流体（イネーブリングフィールド：enabling fluid）２０、キャビティ（キャビティ：cavity）３０および基板４０を含む回転要素シート材５０の拡大された断面を示す図である。観察者６０も示されている。図２には円筒状に形成された回転要素およびキャビティが示されているが、他の多くの形状が有効であり、本発明に適合する。本願に引用して援用する米国特許第５、３８９、９４５号に開示されているように、基板４０の厚さは、数百マイクロメートル程度とすることができ、回転要素１０およびキャビティ３０の寸法は、１０から１００マイクロメートル程度とすることができる。
【０００３】
図１および図２において、基板４０はシリコンゴムの如きエラストマー材で、基板４０に設けられた１つまたは複数のキャビティの内部に作動化流体２０および回転要素群を収容している。その１つまたは複数のキャビティは、回転要素１０が作動化流体２０に接触し、回転要素１０の少なくとも１つの並進自由度が制限されるように、作動化流体２０および回転要素群を収容している。作動化流体２０と回転要素１０の接触により回転要素１０の対称性が切断され、回転要素１０のアドレッシング（addressing）が可能になる。回転要素１０の対称性切断（ブロークンシンメトリ：broken symmetry）の状態、あるいはアドレッシング極性は、回転軸を中心とした電気双極子の確立となりうる。例えば、誘電性液体中の微粒子は表面塗膜のゼータ電位に関連する電荷を受けることがよく知られている。したがって、回転軸を中心とした回転要素の反対側に積層する塗膜を好適に選択することによって、誘電性液体中の回転要素上に電気双極子を確立させることが可能である。
【０００４】
回転要素シート材を「再使用可能な電気ペーパ」として使用するのは、回転要素は、上述したアドレッシング極性に関連づけられる第２の対称性切断、すなわち多値アスペクトが与えられるという事実によるものである。すなわち、例えば図２に示されているように、区別可能な方法で入射電磁気エネルギーに応答するように、上述の塗膜を選択することができる。したがって、加ベクトル場は、好適に位置する観察者６０に対する回転要素１０のアスペクトを制御することが可能である。
【０００５】
例えば、本願に引用して援用する米国特許第４、１２６、８５４号に開示されているように、回転要素１０は、その半球に酸化チタンをスパッタリングし、その酸化チタンが一方向で明色アスペクトを提供する概ね球体の黒色ポリエチレンを含むことができる。透明の誘電性液体中の当該回転要素は、所望のアドレッシング極性、ならびに所望のアスペクトを示すことになる。
【０００６】
ＩＩ．Ａ．２値アスペクトによる回転要素
最も単純な形の多値アスペクトは２値アスペクトである。該アスペクトが可視光に対する色彩応答であるときは、２値アスペクトによる回転要素は、二色の回転要素と称することができる。当該回転要素は、本願に引用して援用する米国特許第５、２６２、０９８号および第６、１４７、７９１号に記載されている材料の二層体により作製することができる。
【０００７】
図３から図６は、先行技術による当該回転要素を用いた２値アスペクトおよび典型的なシステムによる回転要素１０を示す図である。図３において、回転要素１０は、第１の層７０および第２の層８０から構成され、ここでも例示により、全体的に円筒状の物体としている。第１の層７０の表面には第１のゼータ電位の第１の塗膜７５が設けられ、第２の層８０の表面には第２のゼータ電位の第２の塗膜が設けられている。第１の塗膜７５および第２の塗膜８５は、誘電性流体（図示せず）と接触したときに、第１の塗膜７５が第２の塗膜８５に対して正味負の電荷を有するように選択される。これは、図３において、それぞれ「−」および「＋」の符号で表される。さらに、第１の塗膜７５と第１の層７０の表面との組み合わせは白色で、第２の塗膜８５と第２の層８０の表面との組み合わせは非白色になっており、図３では陰影線で示されている。第１の層７０および第１の塗膜７５に関連する材料は同一でありうることを当業者なら理解するはずである。同様に、第２の層８０および第２の塗膜８５に関連する材料も同一でありうる。
【０００８】
図４は、無場集合体（no-field set）１１０を示す図である。無場集合体１１０は、ベクトル場１００が零の値を有するときのベクトル場１００の付近における任意に配向された回転要素の部分集合体である。ベクトル場１００は電場である。よって、無場集合体１１０は、各々に対して任意の方向を有する回転要素である。したがって、無場集合体１１０の場合は、観察者６０は、無秩序に配列された（図３に示されるような）第２の塗膜８５と第２の層８０の表面との組み合わせ、および第１の塗膜７５と第１の層７０の表面との組み合わせの概観図を登録する。インフラ層５５は、得られるビューの背景を形成する。インフラ層５５は、あらゆる種類の材料から構成することができ、それには他の回転要素、または観察者６０に対して特定のアスペクトを示す材料が含まれるが、それらに限られるものではない。
【０００９】
図５および図６は、第１のアスペクト集合体１２０を示す図である。第１のアスペクト集合体１２０は、ベクトル場１００の値が零でないときのベクトル場１００付近における回転要素の部分集合体で、矢印１０５によって示される向きを有する。第１のアスペクト集合体１２０において、すべての回転要素は、各回転要素１０上に存在する静電気双極子により、矢印１０５に対して配向している。無場集合体１１０とは対照的に、第１のアスペクト集合体１２０の場合は、観察者６０は、非白色の側を上にして（図３に示されているように第２の塗膜８５と第２の層８０の表面との組み合わせを上にして）順序づけられた回転要素の集合体の概観図を登録する。ここでもインフラ層５５は、得られる概観図の背景を形成する。図５および図６において、回転要素１０は加ベクトル場１００の影響の下で、第１の塗膜７５および第２の塗膜８５によって生じる電荷のため、ベクトル場１００に対して配向する。図５は、観察者６０、第１のアスペクト集合体１２０およびインフラ層５５の相対的な位置を示す側面図である。図６は、上面の視点から見た第１のアスペクト集合体１２０の代替図である。図６において、符号
【数１】
0004398622.tif 000002
は同図の平面から外へ向う矢印を示す。
【００１０】
第１のアスペクト集合体１２０は、一部には、回転要素１０と例えばキャビティの壁（図示せず）のような基板構造との間の引力に関連するエネルギーにより、ベクトル場１００が取り除かれた後でもそのアスペクトを維持することを当業者なら理解するはずである。このエネルギーは、一部には、参照により上文に取り入れられ、以下により詳しく説明する米国特許第４、１２６、８５４号に開示されているように、切換え特性、および回転要素シート材５０の記憶容量に寄与する。
【００１１】
さらに、図４から図６において説明した無場集合体および第１のアスペクト集合体は画素の要素を形成することができ、例えば、本願に引用して援用する米国特許第５、７１７、５１５号に記載されているように、アドレッシングスキームを用いて画素毎にベクトル場１００を処理することが可能であることを当業者なら理解するはずである。
【００１２】
例えば、１９７８年１１月２１日に公布された「Ｔｗｉｓｔｉｎｇ Ｂａｌｌ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ」という名称の米国特許第４、１２６、８５４号、および１９７９年３月６日に公布された「Ｍｅｔｈｏｄ Ｏｆ Ｍａｋｉｎｇ Ａ Ｔｗｉｓｔｉｎｇ Ｂａｌｌ Ｄｉｓｐｌａｙ」という名称の米国特許第４、１４３、１０３号（いずれもシェリドンによる）には、流体が充填されたキャビティに含まれ、エラストマー媒体に埋め込まれた二色回転要素を備えた回転要素シート材が記載されている。二色回転要素の１つのセグメントは、流体に接触し、電場が存在する場合の電荷が他のセグメントよりも大きくなる。したがって、加電場の特定の極性については、１つのセグメントがディスプレイ観察者のほうへ回転し、その観察者に見えるようになる。電場の反対の極性を加えると、回転要素が回転し、他のセグメントが観察者に見えるようになる。
【００１３】
米国特許第４、１４３、１０３号には、閾値応答として、加電場に対する二色回転要素の応答が記載されている。すなわち、外部場が増加するのに伴い、二色回転要素は閾値電圧に達するまで静止状態を維持し、閾値電圧に達すると、初期の位置から回転を開始する。その回転量は、１８０度の回転が達成されるまでは電場が増加するに従って増加することになる。１８０度の回転を生じる外部場の値は、フルアドレッシング電圧と呼ばれる。
【００１４】
二色回転要素の外部電場に対する応答パターンは、回転要素シート材上に画像を作成するのに利用できるアドレッシングの種類を決定づける。当該技術分野では、３種類の表示用アドレッシングスキームが知られている。これらのうちの第１のアドレッシングスキームはアクティブマトリックスアドレッシング（active matrix addressing）で、ディスプレイの特性に対する制約が最も少ない。
【００１５】
アクティブマトリックスアドレッシングでは、表示の画素毎に個別のアドレッシング電極が提供され、これら電極の各々にはアドレッシング電圧が連続的に供給される。アドレッシングフレーム（アドレッシングフレーム：addressing frame）毎に電圧の完全セットを変更することができる。この種類のアドレッシングは、表示媒体の特性に対する制約が最も少ないが、アクティブマトリックスアドレッシングは最も高価で、最も複雑で、最もエネルギー効率の低いタイプのアドレッシングである。
【００１６】
第２の種類のアドレッシングスキームは、パッシブマトリックスアドレッシング（passive matrix addressing）である。パッシブマトリックスアドレッシングは２セットの電極を、表示媒体の各々の側に１セットずつ使用する。典型的には、これらのうちの１つは水平導線から構成され、もう一方は垂直導線から構成されている。ディスプレイの前面またはウィンドウ上の導線は必然的にアスペクト透明（アスペクトトランスペアレント：aspect transparent）である。表示媒体をアドレッシングするために、水平導線に電圧をかけるとともに、垂直導線に電圧をかける。これらの２つの導線の共通部分に位置する媒体のセグメントは、これら２つの電圧の和に等しい電圧を受ける。通常はそうであるように、それらの電圧が等しい場合は、各々の導線に隣接し、それらの導線の共通部分に位置しない媒体の領域は、導線の共通部分に位置する媒体領域が受ける電圧の二分の一の電圧を受ける。パッシブアドレッシングは、表示媒体の画素はそれらの光学的状態を変化させるのに必要な分だけアドレッシングされるため、さほど複雑でなく、比較的エネルギー効率が高い。しかし、パッシブマトリックス表示によってアドレッシングが可能な媒体に対する要件は、アクティブマトリックスの場合よりもはるかに厳しい。その媒体は、全アドレッシング電圧に対して完全に応答しなければならないが、全アドレッシング電圧の二分の一に応答してはならない。これは、閾値応答挙動と呼ばれる。その媒体は、連続的に電圧を加えることなく、アドレッシング電極によって切り換えられたいかなる光学的状態をも維持しなければならない。すなわち、電力を用いずに画像を記憶する必要がある。パッシブアドレッシングは、最も広く使用されるディスプレイのアドレッシング方法で、最も低コストである。
【００１７】
第３の種類のアドレッシングは、シート材の表面を移動することが可能な棒の形のアドレッシング電極の直線形アレイから構成される。このような形式のアドレッシングでは、シート材を接地電極の上に配置するか、またはそれに接地電極を導入し、棒と回転要素シート材との間に薄いウィンドウを配置することによって棒の移動による機械的損傷からシート材を保護する。棒はシート材の上を移動しながら、短時間の間にシート材の特定の画素に電圧を加え、棒が表面で走査される毎にフル画像を生成する。この方法の１つの変形形態において、アドレッシング棒はウィンドウの表面にイメージワイズの電荷（イメージワイズチャージ：image-wise charge）を滞積させる。
【００１８】
そこで、この形式のアドレッシングによるシート材に対する要件は、どの種類のアドレッシング棒が使用されるかに応じて決まる。アドレッシング棒が表面を移動しながらシート材に電圧を加えるだけであれば、回転シート材は閾値挙動を示す必要がある。したがって、アドレッシング棒電極の真下のシート材の領域は、全アドレッシング電圧が加えられるときに、アスペクトに電荷を受けなければならないが、棒が画素の次の画素列に移動するときは、シート材のその同じ領域は、移動するアドレッシング棒によりシート材が受ける減衰電圧に応答してはならない。パッシブアドレッシングと同様に、これには、シート材がシャープな閾値応答を有する必要がある。このアドレッシング棒は、また、アドレッシング棒電極がその近傍を移動する間にアスペクトが完全に変化することを必要とし、それによって通常は表示フレームアドレッシング速度が制限される。「Ｃｈａｒｇｅ Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ Ｉｓｌａｎｄ Ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐａｐｅｒ Ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ Ｔｈｅｒｅｏｆ」という名称で、本出願と同じ譲受人が譲受した、ホワード等による米国特許第６、２２２、５１３号には、この効果により媒体の切換え速度の要件を著しく緩和するアドレッシング電極の構成が記載されている。
【００１９】
米国特許第６、２２２、５１３号において、アドレッシング棒は、シート材の表面またはその近傍にイメージワイズの電荷を滞積する。その電荷滞積アドレッシング法により、シート材に対する要件が緩和される。シート材は、それ独自の速度で滞積電荷に関連する電圧に応答しうるため、表面上でのアドレッシング棒の速度は、それがイメージワイズの電荷を滞積しうる速度によってのみ制限される。閾値応答挙動はさほど重要ではないが、シート材上に滞積されたイメージワイズの電荷が短時間のうちに漏出することが予測されるため、画像を格納する能力は重要である。しかし、シート材上またはその近傍にイメージワイズの電荷を滞積させることのできるアドレッシング棒は大きくなりがちで、単に電圧をイメージワイズに直接印加する棒に比べて効果である。
【００２０】
ＩＩ．Ｂ．多値アスペクトによる回転要素
多値アスペクトによる回転要素は、一般に、本願に引用して援用する米国特許第５、８９４、３６７号に開示されている方法で作製される。先行技術の多値アスペクトによる例示的な回転要素１０を図７に示す。図７および図８の回転要素１０は、透明なアスペクト（様相の）覆い（クラディング：cladding）（以下、透明な被覆体）１３７の内部のコア１４０から構成される。図７および図８のコア１４０はプリズム状で、四角柱として描かれている。本明細書で用いられる「プリズム状」という言葉は、末端の寸法および形状が実質的に同じであるとともに実質的に平行であり、残りのサイドは各々実質的に平行四辺形である多面体を意味する。コア１４０を通して回転軸を中心とした回転要素１０の向きで応じて、回転要素１０は、好適に位置する観察者に対して、第１のアスペクト面１４２、第２のアスペクト面１４４、第３のアスペクト面１４６または第４のアスペクト面１４８を示すことになる。図７では、回転要素１０の半球の図によって第１のアスペクト面１４２および第２のアスペクト面１４４が示され、図８では、回転要素１０のもう１つの半球の図によって第３のアスペクト面１４６および第４のアスペクト面１４８が示されている。回転要素１０をアドレッシングするために、回転要素１０が誘電性液体（図示せず）に接触したときに、第１の塗膜１３０が第２の塗膜１３５に対して正味負電荷「−」を有するように、第１のアスペクト面１４２の上に位置する透明な被覆体１３７の面は第１のゼータ電位の第１の塗膜１３０を有し、第３のアスペクト面１４６の上に位置する透明な被覆体１３７の面は第２のゼータ電位の第２の塗膜１３５を有する。透明な被覆体１３７を用いなくても回転要素１０を作製できることを当業者なら理解するはずである。したがって、回転要素１０は、好適に位置する観察者に対して４つのアスペクトを示すために塗膜または材料を好適に選択すれば、実質的に円筒状のコアを備えていればよい。
【００２１】
図９および図１０には多値アスペクトによる回転要素の他の実施形態が示されており、それは透明な被覆体１３７内のコア１５０から構成されている。図９および図１０のコア１５０はプリズム状で、三角柱として描かれている。ここでも、コア１５０を通して回転軸を中心とした回転要素１０の向きで応じて、回転要素１０は、好適に位置する観察者に対して、第１のアスペクト面１５２、第２のアスペクト面１５４または第３のアスペクト面１５６を示すことになる。図９では、回転要素１０の半球の図によって第１のアスペクト面１５２および第２のアスペクト面１５４が示され、図１０では、回転要素１０のもう１つの半球の図によって第３のアスペクト面１５６および第１のアスペクト面１５２が示されている。回転要素１０をアドレッシングするために、回転要素１０が誘電性液体（図示せず）に接触したときに、第１の塗膜１３０が第２の塗膜１３５に対して正味負電荷「−」を有するように、第１のアスペクト面１５２の上に位置する透明な被覆体１３７の面は第１のゼータ電位の第１の塗膜１３０を有し、第３のアスペクト面１５６と第２のアスペクト面１５４が接する頂端の上に位置する透明な被覆体１３７の面は、第２のゼータ電位の第２の塗膜１３５を有する。ここでも、透明な被覆体１３７を用いなくても回転要素１０をも作製できることを当業者なら理解するはずである。したがって、回転要素１０は、好適に位置する観察者に対して３つのアスペクトを示すために塗膜または材料を好適に選択すれば、実質的に円筒状のコア１５０を備えていればよい。
【００２２】
米国特許第５、８９４、３６７号は、回転要素において望まれる材料の拡大した部分を保有するマイクロスコピックディスプレイエレメントから回転要素１０を作製することが記載されている。次いで、その構成材料の部分を保護するために、そのマイクロスコピックディスプレイエレメントを処理して拡張フィラメントを形成する。この技術は光ファイバおよびチャネル電子増倍器（チャネルエレクトロンマルティプライヤ：channel electron multiplier）の製造に使用されてきたことを理解するはずである。
【００２３】
多値アスペクトによる回転要素は、一般に回転要素シート材に利用され、アドレッシングに傾斜ベクトル場（カンテッドベクトルフィールド：canted vector field）を使用する。傾斜ベクトル場は、三次元空間における任意の方向を指すように、回転要素の部分集合体の近傍の向きベクトルを設定することが可能なベクトル場である。参照により本明細書に取り込まれた米国特許第５、７１７、５１５号には、回転要素をアドレッシングするための傾斜ベクトル場の使用が開示されている。回転要素が上述のアドレッシング極性を有する場合には、回転要素シート材５０に傾斜ベクトル場を使用することによって、回転要素の部分集合体の向きをアドレッシングする上で完全な自由が与えられる。図７から図１１には、四価アスペクトおよび傾斜ベクトル場を有する回転要素をアドレッシングに利用する例示的なシステムが示されている。
【００２４】
図１１において、無場集合体１６０は、ベクトル場１００が零の値を有するときのベクトル場１００の近傍における任意に配向した回転要素の部分集合体である。無場集合体１６０において、回転要素は任意の向きを有する。したがって、無場集合体１６０の場合は、観察者６０は、無秩序に配列された第１のアスペクト面１４２、第２のアスペクト面１４４、第３のアスペクト面１４６および第４のアスペクト面１４８の表面の組み合わせの概観図を登録する。ここでも、インフラ層５５はアスペクトの背景を形成する。
【００２５】
図１２および図１３は、図１１に導入されたシステムの第２のアスペクト集合体１６４を示す図である。第２のアスペクト集合体１６４において、観察者６０は、第２のアスペクト面１４４の組み合わせの統合的な概観図を登録する。第２のアスペクト集合体１６４において、すべての回転要素は、第１のアスペクト面１４２が矢印１０５によって示される方向を向くように配向する（矢印１０５は傾斜ベクトル場１００の方向を示す）。図１２は、観察者６０、第２のアスペクト集合体１６４およびインフラ層５５の相対位置を示す側面図である。図１３は、上面の視点から見た第２のアスペクト集合体１６４の代替図である。
【００２６】
ここでも、回転要素１０と例えばキャビティ壁（図示せず）のような基板構造との間の引力に関連するエネルギーにより、加ベクトル場１００が取り除かれた後も、第２のアスペクト集合体１６４はそのアスペクトを保持することを当業者なら理解するはずである。このエネルギーは、一部には、本願に引用して援用する米国特許第４、１２６、８５４号に開示されているように、切換え特性および回転要素シート材５０の記憶容量に寄与する。
【００２７】
さらに、矢印１０５によって示されるようなベクトル場１００の好適な向きでより、観察者６０は、４つのアスペクト面の任意のアスペクト面を観察することができる。
【００２８】
ＩＩ．Ｃ．多値アスペクトおよび磁気ラッチングによる回転可能エレメント
３つ以上のアスペクトおよび傾斜アドレッシングベクトル場による回転要素を利用するときは、アドレッシングされるアスペクトが、観察されているそのアスペクトについて最大限の視界を提供する向きで関して安定するようにすることが望ましい。これを達成する１つの方法が、本願に引用して援用する「Ｇｙｒｉｃｏｎ ｄｉｓｐｌａｙｓ ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ ｒｏｔａｔｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｌａｔｃｈｉｎｇ」という名称の米国特許第６、１４７、７９１号に開示されている。米国特許第６、１４７、７９１号に開示された発明に該当する多面（マルチアスペクト：multiaspect）回転要素を図１４および図１５に示す。図１４および図１５の回転要素は、図７から図１０に示し、上述した回転要素と同様である。しかし、図１４および図１５の回転要素は、好ましくはアスペクト面の間の頂端に位置する要素ラッチング構成部１７０をも備える。図１４は、４つのアスペクトおよび４つの要素ラッチング構成部１７０を備えた回転要素を示す図である。ラッチング構成部１７０は、好ましくは回転要素１０の軸全体に沿って伸びている。図１５は、３つのアスペクトおよび３つの要素ラッチング構成部１７０を備えた回転要素を示す図である。回転要素内に含まれる要素ラッチング構成部１７０は、本願に引用して援用する米国特許第６、１４７、７９１号に開示されているように、硬質磁性体を備える。「硬質」磁性体は、強磁性体の如き、外部場が存在しない状態で残留磁性を示す磁性体である。観察されているアスペクトについて最大限の視界を提供するとともに、図１４および図１５の回転要素を取り入れた回転要素シート材を図１６および図１７に示す。図１６は、図１４の回転要素１０を含む回転要素シート材５０を示す図で、それにはシートラッチング構成部１７２が含まれる。同様に、図１７は、シートラッチング構成部１７２を有する、図１５の回転要素１０を含む回転要素シート材５０を示す図である。シートラッチング構成部１７２は軟質磁性体、または常磁性体または超錠磁性体など外部場が存在しない状態ではあまり大きな磁性を示さない材料を含む。図１６および図１７に示されるように、要素ラッチング構成部１７０とシートラッチング構成部１７２の間に存在する磁場は、回転可能ラッチング構成部１７０とシートラッチング構成部１７２の間の距離を最小にする向き以外の任意の向きで回転要素の回転軸の周りにトルクを引き起こすことになる。
【００２９】
要素ラッチング構成部１７０およびシートラッチング構成部１７２は、回転要素１０と例えばキャビティ壁（図示せず）のような基板構造との間の引力に関連する「仕事関数（ワークファンクション：work function）」エネルギーに寄与し、さらにアスペクト安定性に寄与することも、当業者なら理解するはずである。ここでも、このエネルギーは、一部に、本願に引用して援用する米国特許第４、１２６、８５４号に開示されているように、切換え特性、および回転要素シート材５０の記憶容量に寄与することになる。
【００３０】
ＩＩ．Ｄ．パリティベクトル
図７から図１７に示されるような多面回転要素に関連する追加的なパラメータが存在することを当業者なら理解するはずである。具体的には、アドレッシングに傾斜ベクトル場を利用する当該多面回転要素は「パリティベクトル」を示すことになる。パリティベクトルは、多面回転要素の回転軸に平行なベクトルで、例えばパリティベクトルを中心とした時計回りの回転が進行しているときに多面面の特定の順序に関連する方向性を有することになる。一実施形態におけるパリティベクトル２７０を図１８および図１９に示す。専ら例示のために、第１のアスペクト面１４２が赤色のアスペクトを示し、第２のアスペクト面１４４が緑色のアスペクトを示し、第３のアスペクト面１４６が青色のアスペクトを示し、第４のアスペクト面１４０が白色のアスペクトを示すように図１８および図１９の回転要素１０を構成する。これは、図１８および図１９において、それぞれ「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」および「Ｋ」のラベルを用いて示されている。パリティベクトル２７０は回転軸に平行で、図１８および図１９において、（矢印２７１によって示される）時計回りの回転により、好適に位置する観察者６０（図１８）に対して「Ｒ」、「Ｋ」、「Ｂ」、「Ｇ」、「Ｒ」・・・の順序で示される場合に、回転要素の軸から外に誘導されるベクトルと同じ方向になるように選択される。よって、パリティベクトル２７０は、回転軸に平行で、（矢印２７３によって示される）反時計回りの回転により、好適に位置する観察者６０（図１９）に対して「Ｒ」、「Ｋ」、「Ｂ」、「Ｇ」、「Ｒ」・・・の順序で示される場合に、回転要素の軸へと誘導されるベクトルと同じ方向になるように選択される。
【００３１】
傾斜ベクトル場を用いて複数の多面回転要素をアドレッシングする場合は、回転要素シート材におけるすべての回転要素が同一方向のパリティベクトルを示すことが重要である。そのことが重要なのは、複数の回転要素のすべてのパリティベクトルが同一方向にある場合にのみ、図１２および図１３のように例えば右側に誘導される傾斜ベクトル場によって複数の回転要素が同一のアスペクト面を示すためである。複数の回転要素に同一のパリティベクトルを共用させる１つの方法は、回転要素の製造時で、かつ基板内の複数のキャビティに複数の回転要素を分散させる前にパリティベクトルに沿って回転要素を磁性化することによるものである。図２０に示されるように、複数の回転要素を基板内に分散させる場合は、回転要素は、磁極、つまりはパリティベクトルに従って容易に復元されうる。よって、回転要素を基板内に固定し、（電場のような）アドレッシングベクトル場によってアドレッシングする準備が整った後に、回転要素は複数のパリティベクトル２７０に対して同一の方向を示すことになる。
【００３２】
ＩＩ．Ｅ．仕事関数
上述したように、回転要素シート材の有益な特性は、アドレッシングのための加ベクトル場１００が取り除かれた後でも特定のアスペクトを保持する機能である。この機能は、一部には、本願に引用して援用する米国特許第４、１２６、８５４号に開示されているように、切換え機能、および回転要素シート材５０の記憶容量に寄与する。これをアスペクト安定性と呼ぶ。上述の実施形態におけるアスペクト安定性のためのメカニズムは、一般には、回転要素と格納構造体の間の引力に関連するエネルギー、または「仕事関数」である。回転要素に接触する作動化流体の表面張力、作動化流体に対する回転要素の比重、格納構造体に接触する回転要素上の電荷の大きさ、作動化流体および格納構造体の相対電子誘導率、格納構造体の「粘着性」、ならびに存在しうる他の残留場などを含む（ただし、それらに限定されない）多くの要因が、仕事関数に関連するエネルギーの大きさに影響を及ぼす。アドレッシングのための加ベクトル場は、向き変化を生じるためには仕事関数に打ち勝つほど強力でなければならず、さらに仕事関数は、アドレッシングのための加ベクトル場が存在しない状態でこのアスペクトを保持するほど強力でなければならない。
【００３３】
図２１は、先行技術についての、向きを変える回転要素の数１８０、Ｎを加ベクトル場１０２、Ｖの関数として示した例示的な図である。仕事関数１８４、ＶWは、向きを変える回転要素の数１８０が、すべての回転要素１０の向き変化に対応する飽和レベル１８６、ＮSに達したときの加ベクトル場１０２の値に対応する。
【００３４】
ＩＩ．Ｆ．アドレッシングへの磁場の使用
ある領域に磁場を案内する１つの方法が図２２に示されている。電流ループ（カレントループ：current loop）１９４に導入された電流１９０、Ｉは磁場を形成することを当業者なら理解するはずである。電流１９０および電流ループ１９４に関連する例示的な磁束線１９６も示されている。ある領域（図示せず）に磁場を案内する他の方法としては、強磁性体から構成される触針のような固有の磁性を示す物質を該領域に案内する。
【００３５】
ここでも、ベクトル場によって回転要素をアドレッシングするためにはベクトル場は、仕事関数に打ち勝つのに十分なエネルギーを提供する必要がある。従来の方法では、このエネルギーは、双極子とベクトル場の相互作用によって提供されていた。ベクトル場Ｖにおける双極子ｄの相互作用に関連するエネルギーＵは、以下のように、双極子ｄとベクトル場Ｖとのドット積として表すことができることを当業者なら理解するはずである。
【００３６】
Ｕ＝−ｄ・Ｖ
リー（Ｌ．Ｌ．Ｌｅｅ、「Ａ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ Ｄｉｓｐｌａｙ」ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｏｎ Ｅｌｅｃｔ．Ｄｅｖｉｃｅｓ、Ｖｏｌ．ＥＤ−２２、第９号、１９７５年９月、およびＬ．Ｌ．Ｌｅｅ、「Ｍａｔｒｉｘ Ａｄｄｒｅｓｓｅｄ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ Ｄｉｓｐｌａｙ」ｉｎ １９７７ Ｓｏｃ．Ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、Ｂｏｓｔｏｎ、１９７７年４月）は、回転要素が磁場による磁性双極子を有する捩り回転要素ディスプレイ（トウィスティングロテーティングエレメントディスプレイ：twisting rotating element display）のアドレッシングについて記載している。１９６２年５月に公布された米国特許第３、０３６、３８８号（テートによる）では、所定の磁極に対応する黒色および白色面を有する磁化粒子から構成されるディスプレイをアドレッシングする磁性双極子よりなる触針を使用している。ナカニシ等による米国特許第５、４１１、３９８号「Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｓｙｓｔｅｍ」には、油に分散され、次にある層内に配列されたマイクロカプセルに収容される黒色の強磁性粒子および白色の非磁性粒子から構成されるディスプレイをアドレッシングする磁性双極子の使用法が記載されている。磁性双極子を適用すると、黒色の強磁性粒子がマイクロカプセルの後方に押しつけられて白色粒子のみが認識され、あるいはマイクロカプセルの前方に引きつけられて、ほとんど黒色の強磁性粒子のみが観察者に認識されるようになる。
【００３７】
したがって、好適に配置された観察者に対してアスペクトを生成するために、回転要素シート材をアドレッシングする代替形式を利用するのが依然として望ましい。すなわち、多面回転要素をスタイラスで簡単にアドレッシングすることが望ましい。
【００３８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様に係るキットは、回転要素シート材と傾斜場スタイラスを備え、回転要素シート材は、基板内に配置され、かつ作動化流体に接触する複数の回転要素を備え、基板は複数のシートラッチング構成部を備え、複数の回転要素の少なくとも１つは、第１の向きに入力電磁エネルギーへの第１の応答を、かつ第２の向きに入力電磁エネルギーへの第２の応答を示すように構成されたコアと、少なくとも第１の回転可能ラッチング構成部および第２の回転可能ラッチング構成部とを備え、第１の向きおよび第２の向きは、回転要素の軸の周りの回転変換により関連づけられ、複数のシートラッチング構成部の少なくとも１つは、第１の向きの第１の回転可能ラッチング構成部に隣接し、シートラッチング構成部は、第２の向きの第２の回転可能ラッチング構成部に隣接し、回転可能ラッチング構成部およびシートラッチング構成部は、第１の傾斜場に基づいて、隣接するときに引力を示すように構成され、傾斜場スタイラスの遠端は、第２の傾斜場に基づいて、隣接するときに回転可能ラッチング構成部との間に引力を示すように構成される。
【００３９】
他の態様において、回転要素シート材をアドレッシングする方法は、シートラッチング構成部に隣接する第１の回転可能ラッチング構成部を上述の回転要素シート材に設けるステップと、上述の傾斜場スタイラスを設けるステップと、第２の回転可能ラッチング構成部と傾斜場スタイラスの遠端の間の引力が、まず第１の回転可能ラッチング構成部とシートラッチング構成部の間の引力より小さくなり、次いで第１の回転式ラッチング要素とシートラッチング構成部の間の引力より大きくなり、次いで第２の回転可能ラッチング構成部とシートラッチング構成部の間の引力より小さくなるように傾斜場スタイラスを基板上で移動させるステップとを含み、第２の回転可能ラッチング構成部に結合する傾斜場スタイラスの遠端の動きによって、第１の回転可能ラッチング構成部がシートラッチング構成部に隣接する向きから、第２の回転可能ラッチング構成部がシートラッチング構成部に隣接する向きへと回転要素が回転する。
【００４０】
他の態様において、回転要素シート材をアドレッシングする方法は、上記のステップを含み、回転要素が第１の向きに来るように基板にベクトル場を設けるステップをさらに含む。
【００４１】
本発明のキットは、外部磁場と結合するよう構成された回転式ラッチング要素を有する回転要素シート材と、傾斜場スタイラスであって、前記外部磁場が前記回転要素シート材に最も近い前記傾斜場スタイラスの末端部から与えられるように構成され、前記外部磁場が局在領域に形成されるように構成された、傾斜場スタイラスと、を備えるキットであって、回転要素シート材は、基板内に配置され、かつ作動化流体に接触する複数の回転要素を備え、基板は複数のシートラッチング構成部を備え、複数の回転要素の少なくとも１つは、（ｉ）第１の応答を第１の向きに、かつ第２の向きに第２の応答を示すように構成されたコアと、（ｉｉ）少なくとも第１の回転可能ラッチング構成部および第２の回転可能ラッチング構成部を備え、第１の向きおよび第２の向きは、回転要素の軸の周りの回転変換により関連づけられ、複数のシートラッチング構成部の少なくとも１つは、第１の向きの第１の回転可能ラッチング構成部に隣接し、シートラッチング構成部は、第２の向きの第２の回転可能ラッチング構成部に隣接し、回転可能ラッチング構成部およびシートラッチング構成部は、第１の傾斜場に基づいて、隣接するときに引力を示すように構成され、前記傾斜場スタイラスの末端は、前記外部磁場により定義される第２の傾斜場に基づいて、隣接するときに、前記回転可能ラッチング構成部との間に引力を示すように構成され、前記傾斜場スタイラスの末端に最も近い前記回転式ラッチング要素は、前記回転可能ラッチング構成部のいずれかと前記シートラッチング構成部の間の引力より大きな引力を受ける。
【００４２】
本発明の回転要素シート材をアドレッシングする方法は、外部磁場と結合するよう構成された回転式ラッチング要素を有する回転要素シート材を設けるステップと、傾斜場スタイラスであって、前記外部磁場が前記回転要素シート材に最も近い前記傾斜場スタイラスの末端部から与えられるように構成され、前記外部磁場が局在領域に形成されるように構成された、傾斜場スタイラスを設けるステップと、回転要素シート材は、基板内に配置され、かつ作動化流体に接触する複数の回転要素を備え、基板は複数のシートラッチング構成部を備え、複数の回転要素の少なくとも１つは、（ｉ）第１の応答を第１の向きに、かつ第２の応答を第２の向きに示すように構成されたコアと、（ｉｉ）少なくとも第１の回転可能ラッチング構成部および第２の回転可能ラッチング構成部を備え、第１の向きおよび第２の向きは、回転要素の軸を中心とした回転変換により関連づけられ、複数のシートラッチング構成部の少なくとも１つは、第１の向きの第１の回転可能ラッチング構成部に隣接し、シートラッチング構成部は、第２の向きの第２の回転可能ラッチング構成部に隣接し、回転可能ラッチング構成部およびシートラッチング構成部は、第１の傾斜場に基づいて、隣接するときに引力を示すように構成され、前記傾斜場スタイラスの末端は、前記外部磁場により定義される第２の傾斜場に基づいて、隣接するときに回転可能ラッチング構成部との間に引力を示すように構成され、傾斜場スタイラスを基板上で移動させて、（ｉ）まず、第２の回転可能ラッチング構成部と傾斜場スタイラスの末端の間の引力を、第１の回転可能ラッチング構成部と前記シートラッチング構成部の間の引力より小さくし、（ｉｉ）次に、第２の回転可能ラッチング構成部と傾斜場スタイラスの末端の間の引力を、第１の回転可能ラッチング構成部とシートラッチング構成部の間の引力より大きくし、（ｉｉｉ）次に、前記第２の回転可能ラッチング構成部と傾斜場スタイラスの末端の間の引力を、第２の回転可能ラッチング構成部とシートラッチング構成部の間の引力より小さくする。
【００４３】
また、本発明の回転要素シート材をアドレッシングする方法は、第１の傾斜場を第１の磁場とし、第２の傾斜場は第２の磁場とすることを特徴とする。
【００４４】
【発明の実施の形態】
次に、添付の図面に例示されている本発明に適合する実施態様について詳細に述べる。可能な限り、同一または類似箇所を説明するのに、図面および以下の説明を通じて同一の参照番号を使用する。本明細書に盛り込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の実施態様を例示し、本文とともに、本発明の効果および原理を説明するのに役立てられる。
【００４５】
Ａ．定義
本明細書で用いられる「アスペクト(aspect)」とは、対象となる入射電磁エネルギーに対する共通の応答を意味する。例えば、入射電磁エネルギーが可視スペクトル内にある場合は、第１のアスペクトは黒色の外観に対応し、第２のアスペクトは白色の外観に対応することになる。対象となる入射電磁エネルギーがＸ線領域内にある場合は、第１のアスペクトはＸ線エネルギーの透過に対応し、第２のアスペクトはＸ線エネルギーの吸収に対応することになる。さらに、「共通の応答」は、吸収、反射、分極、透過、蛍光、またはその組み合わせのいずれかを含みうる。
【００４６】
本明細書で用いられる「観察者(observer)」とは、知覚者、または対象となる電磁エネルギーに敏感な（センシティブな）装置と知覚者との組み合わせを意味する。対象となる電磁エネルギーが可視スペクトル内にある場合は、観察者とは知覚者を意味することになる。対象となる電磁エネルギーが可視スペクトル外にある場合は、観察者とは、電磁エネルギーに敏感で、かつ対象となるアスペクトを人間が知覚可能な形へと分解することが可能な装置を意味する。
【００４７】
本明細書で用いられる「径(diameter)」とは、任意のマイクロカプセル構造またはアスペクトエレメントの高さ、幅および深さのいずれかに対応する大きさ寸法：規模寸法（マグニチュードディメンジョン：magnitude dimension）を意味する。「径」が用いられていても、円形、球形または円筒形の幾何学構造のみが対象とされているわけではない。
【００４８】
本明細書で用いられる「ベクトル場(vector  field)」とは、空間内の振幅が大きさおよび方向を有することが可能な場を意味する。本発明において対象となるベクトル場としては、電場、磁場または電磁場が挙げられる。
【００４９】
本明細書に用いられる「傾斜場(gradient  field)」とは、ある領域に局所化され、したがって対象となるスケールにわたって実質的に均一にならない大きさと方向を有するベクトル場を意味する。
【００５０】
本明細書で用いられる「仕事関数（work  function)」とは、変位を可能にするために、アスペクトエレメントとマイクロカプセル構造の間の引力に打ち勝つのに必要なエネルギーの量を意味する。上述したように、第２のアスペクトエレメントに接触する第１のアスペクト媒体の表面張力、第２のアスペクトエレメントに対する第１のアスペクト媒体の比重、第２のアスペクトエレメント上の電荷の大きさ、第１のアスペクト媒体およびマイクロカプセル構造の相対誘電率、マイクロカプセル構造の「粘着性」、ならびに存在しうる他の残留場など（ただし、それらに限定されない）を含む多くの要因が、仕事関数に関連するエネルギーの大きさに影響を及ぼす。
【００５１】
本明細書で用いられる「パリティベクトル（parity  vector)」とは、第２のベクトルと第１のベクトルとの（この順序での）ベクトル積の方向にあるベクトルであって、該第１のベクトルは回転軸からの第１のアスペクト面の方向によって定められ、該第２のベクトルは回転要素の回転軸からの第２のアスペクト面の方向によって定められるベクトルを意味する。場合によっては、回転可能エレメントのすべてのパリティベクトルが同一の方向にくるように、基板内に多面回転要素を構成するのが好ましいことを当業者なら理解するはずである。
【００５２】
本明細書で用いられる「プリズム状(prism-shaped)」という言葉は、その末端が実質的に同じ寸法および形状を有しているとともに、残りのサイドがそれぞれ実質的に平行四辺形である多面体を意味する。
【００５３】
Ｂ．発明に適合する回転要素
本発明の好ましい実施形態に適合する回転要素２００を図２３および図２４に示す。図２３および図２４における回転要素２００は、コア２４０と透明な被覆体２３７から構成される。図２３および図２４におけるコア２４０はプリズム状で、四角柱として示されている。コア２４０は、第１の回転可能ラッチング構成部２７０と第２の回転可能ラッチング構成部２７２とをさらに備える。好ましい実施形態において、第１の回転可能ラッチング構成部２７０および第２の回転可能ラッチング構成部２７２は、強磁性体の如き、外部場が存在しない状態で磁性を示す物質を含む。回転要素２００は、さらに可視光に区別可能に応答するように構成される。第１のアスペクト２４２に対しては白を表す「Ｋ」のラベルを、第２のアスペクト面２４４に対しては赤を表す「Ｒ」のラベルを、第３のアスペクト面２４６に対しては緑を表す「Ｇ」のラベルを、さらに第４のアスペクトに対しては青を表す「Ｂ」のラベルを用いて、図２３および図２４にこれを示す。また、図２３および図２４には、回転要素２００が時計回りに（矢印２７１で示す方向に）回転することによって、好適に配置された観察者６０に対して「Ｋ」、「Ｂ」、「Ｇ」、「Ｒ」および「Ｋ」の順序で見えるように、回転要素の回転軸に沿う方向に対応するように選択されるパリティベクトル３７０が示されている。
【００５４】
回転要素２００は、さらに、回転要素２００が誘電性液体（図示せず）に接触したときに、第１の塗膜２３０が第２の塗膜２３５に対して正味の負電荷「−」を有するように、第１のアスペクト面２４２の上に位置する透明な被覆体２３７の表面が第１のゼータ電位の第１の塗膜２３０を有し、第３のアスペクト面２４６の上に位置する透明な被覆体２３７の表面が第２のゼータ電位の第２の塗膜を有するように、構成される。
【００５５】
よって、本発明の一実施形態に適合する回転要素２００は、回転要素２００が誘電性液体（図示せず）に接触したときに、電気双極子を示すように構成される。
【００５６】
透明な被覆体２３７の好適な光学的透明材料としては、ポリカーボネートポリマー、アクリルポリマー、ならびにベーカーペトロライト社製ポリワックス１０００や三井石油化学工業株式会社製ＴＰＸの各種グレード品などのポリオレフィンポリマーが挙げられる。作動化流体に接触すると各々が異なるゼータ電位をもつことが期待できるため、これらは組み合わせて使用されることになる。本願に引用して援用する継続中の米国特許出願第０９／４２７、６５６号に記載されているように、これらの材料は、一般的に回転要素２００の他の部分の作製にも適している。回転要素２００に導入することのできる好適な磁性顔料としては、ライトインダストリーズ社（Ｂｒｏｏｋｌｙｎ、Ｎ．Ｙ．）製の磁性顔料タイプ０３１１８２があり、それは単独、あるいはアーカーケミカルのクレシルバイオレットブルー、ベーカーケミカルのロダミン６Ｇ、デュポンのロダミンＢＩ、デュポンのスプリットブルーＮＳ、デュポンのビクトリアブルーＢベース、アライドケミカルのイオソールブルー、イーストマンのアクリジンオレンジ、カルコオイルのブルーＮおよびカルコオイルのブラック、デュポンのＲ９００二酸化チタン、フェッロの６３３１ブラックピグメント、カボットモグルのＬカーボンブラック、ならびにカボットモナークの１０００カーボンブラックのような当業界で知られた他の顔料と組み合わせて使用される。
【００５７】
透明な被覆体２３７を用いることなく回転要素２００を作製できることを当業者なら理解するはずである。よって、好適に位置する観察者に対して４つのアスペクトを示すために塗膜または材料を好適に選択すれば、回転要素２００は、たとえば実質的に円筒状のコア２４０だけを含んでいればよい。
【００５８】
Ｃ．本発明に適合する回転要素シート材
図２５は、本発明の実施形態に適合する回転要素シート材２８０の小区分を示す図である。図２３および図２４の回転要素２００は、キャビティ３０内に分散され、使用可能液体２０に接触している。いずれも本願に引用して援用され、同一の譲受人に譲受された米国特許第６、１４７、７９１号、米国特許第６、２６２、７０７号、米国特許第６、２５１、３２９号および米国特許第６、１９７、２２８号には、回転要素２００および回転要素シート材２８０の製造に関連する詳細が開示されている。基板４０は、複数のシートラッチング構成部を含む。該複数のシートラッチング構成部の１つであるシートラッチング構成部２７４は、好適に配置された観察者６０が（「Ｋ」で表される）第１のアスペクト面２４２を見ることができるときに、第１の回転可能ラッチング構成部２７０に隣接するものとして示されている。回転可能ラッチング構成部２７０およびシートラッチング構成部２７４は、それらが隣接したときにそれらの間に引力が存在するように構成される。例えば、回転可能ラッチング構成部２７０が強磁性体を備え、シートラッチング構成部２７４が常磁性体または超常磁性体を備える場合には、磁気引力が誘導されることになる。回転要素２００を所定の位置に「固定」するための当該システムが、本願に引用して援用する米国特許第６、１４７、７９１号に開示されている。図２５に示されるシートラッチング構成部の分布は、回転要素２００が外部場の影響で方向づけられた後のアスペクト安定性に寄与することを当業者なら理解するはずである。図２５には、外部ベクトル場を案内する方法も示されている。第１のオーバレイ３３０は導電性で、好ましい実施形態における対象となるアスペクトに対して透明である。第２のオーバレイ３２０も導電性である。電源３１０が単純な電圧源として示され、そのスイッチは「開」の状態にある。スイッチが閉で、アスペクト安定性に関連する自由エネルギーに打ち勝つのに十分な電圧差が基板４０に発生する場合は、正味の負電荷を有する回転要素２００の部分は作動化流体２０に接触すると正に帯電したオーバレイの方向に誘導され、正味の正電荷を有する回転要素２００の部分は作動化流体２０に接触すると負に帯電したオーバレイの方向に誘導されるように、回転要素２００が方向づけられることになる。図２５には、同図の正面から誘導される矢印としてのパリティベクトル３７０も示されている。
【００５９】
図２６は、図２５のスイッチが閉のときにベクトル場の影響下にある図２３および図２４の回転要素２００を示す図である。単に説明を簡潔にするために、図２５の基板４０、作動化流体２０およびシートラッチング構成部２７４は、図２６では省略されている。しかし、シートラッチング構成部２７４は、（図２６に示される）第１の回転可能ラッチング構成部２７０に隣接し、外部場が存在しない状態で回転要素２００を４つの向きのいずれかの所定の位置に「固定」する機能を果たすことを当業者なら理解するはずである。図２６において、アスペクトが一時的に所定の位置に固定されるのは、好適に配置された観察者６０が第１のアスペクト面２４２（「Ｋ」で表される）を見ることができる場合である。図２６において、電源３１０に関連するスイッチを閉として、第１のオーバレイ３３０が正味の正電荷を有し、第２のオーバレイ３２０が正味の負電荷を有する。さらに、パリティベクトル３７０は、同図の後方に誘導される。最後に、オブザーバベクトル４００は、好適に配置された観察者６０の基板からの方向に関連するベクトルである。
【００６０】
Ｄ．回転要素シート材をアドレッシングするキットおよび方法
本発明の回転要素シート材をアドレッシングするキットおよび方法を図２７および図２８に示す。図２７は、電源３１０に関連するスイッチが開の位置にある図２５および図２６の回転要素シート材２８０を示す図である。よって、図２６に示されるベクトル場を加えた後に、すべての回転要素２００が、好適に配置された観察者６０に対して同一のアスペクトを表示する。図２７は、傾斜場スタイラス４７５が導入される様子を示す図である。本発明の好ましい実施形態では、傾斜場スタイラス(gradient  field  stylus)４７５は、回転要素シート材２８０に最も近い傾斜場スタイラス４７５の遠端部から磁場４６０が提供されるように構成される。磁場４６０は、局在領域における複数の点線として図２７に示されている。傾斜場スタイラス４７５は、速度ベクトル４５０の方向に運動する。よって、傾斜場スタイラス４７５の経路内の複数の回転要素２００の１つが、まず傾斜場スタイラスの先端に関連する磁場４６０と相互作用することを当業者なら理解するはずである。回転要素２００は、外部磁場に結合するよう構成された回転式ラッチング要素を備えるため、傾斜場スタイラス４７５の遠端(distal  end)に最も近い回転式ラッチング要素が、回転可能ラッチング構成部のいずれかとシートラッチング構成部の間の引力より大きな引力を受ける最初の要素になる。よって、図２７に示された構成から、当該回転可能ラッチング構成部が第２の回転可能ラッチング構成部２７２になる。よって、傾斜場スタイラス４７５が回転要素２００上を移動するにつれて、回転可能ラッチング構成部２７２は磁場４６０と最も強く結合し、傾斜場スタイラス４７５の遠端を追従することになる。これが継続するにつれて、傾斜場スタイラスが回転要素２００から遠ざかるが、それは図２８に示されているとおりである。ここでも、傾斜場は局在化しているため、磁場の振幅が減衰するにつれて、第２の回転式構成部２７２は自身がシートラッチング構成部２７４に近づき、回転要素２００は新たな向きに「固定」される。図２７および図２８に示される回転要素では、これは「Ｒ」アスペクト、あるいは赤色アスペクトになる９０度の回転である。
【００６１】
傾斜場スタイラス４７５を使用してアスペクトを変化させた後に、回転要素２００は回転可能ラッチング構成部とシートラッチング構成部の間の引力のみならず、アスペクト安定に関連する自由エネルギーにより新たな向きを維持することになる。すべての回転要素を初期状態に戻すためには、例えば、図２９に示されるように、すべての回転要素が好適に配置された観察者に対して第１のアスペクト面２４２を示すようにして、電源３１０に関連するスイッチを閉にすればよい。
【００６２】
図２７および図２８における傾斜場スタイラス４７５は、左から右に動くものとして描かれていることを当業者なら理解するはずである。しかし、傾斜場スタイラス４７５は右から左に動くこともできる。しかし、当該運動によって、傾斜場スタイラスの経路内の回転要素は、好適に配置された観察者に対して第４のアスペクト面２４８（「Ｂ」または青色面）が示される向きに固定されることになる。当該運動は図３０に示されており、傾斜場スタイラス４７５は、セグメント４９２、セグメント４９４、セグメント４９６、セグメント４９８およびセグメント５００を含む経路をスイープする。各々のセグメントに関連する対応する速度ベクトルも各セグメントを並べた形で、図３０に示されている。図３０に示される速度ベクトルは、速度ベクトル４６２、速度ベクトル４６４、速度ベクトル４６６、速度ベクトル４６８、速度ベクトル４７０および速度ベクトル４７２を含む。また、図３０には、回転要素シート材２８０のなかのすべての回転要素に関連するパリティベクトル３７０、同図の正面から導かれるオブサーバベクトル４００も示されている。よって、好適に配置された観察者によって観察されるアスペクトは、第２のアスペクト面２４４および第４のアスペクト面２４８に関連するアスペクトの間で交互に変わる。これは、傾斜場スタイラス４７５の経路の異なるセグメントに対して異なるシェーディングを選択することによって、図３０に示されている。
【００６３】
結論
本発明に適合する方法および装置を使用して、傾斜場スタイラスを有する回転要素シート材をアドレッシングすることが可能である。先述の本発明の実施態様は、例示および説明を目的として示されたものである。それは網羅的なものではなく、開示された厳密な形式に本発明を限定するものでもない。上記の教示に鑑みて修正や変更が可能であり、あるいは本発明を実施することにより修正や変更がもたらされる場合もある。例えば、いくつかの例では、対象とする電磁エネルギーとして可視光に関連するスペクトルが使用されていた。しかし、赤外線、紫外線およびＸ線を含めた任意の電磁エネルギーを対象とする電磁エネルギーとして使用しても本発明から逸脱することはない、さらに、図２３から図３０は、４つのアスペクトを有する複合的な回転要素を示す図である。しかし、回転要素は、任意の数のアスペクトを示すことができる。さらに、プリズム状のコアの異なる側に関連するアスペクトを区別できないように選択することも可能である。さらに、本発明の回転要素は透明な被覆体を含むものとして記載されていた。しかし、本発明の回転要素は透明な被覆体を用いることなく作製できることを当業者なら理解するはずである。よって、好適に配置された観察者に対して任意の数のアスペクトを示し、適切なアドレッシング極性を示すために、塗膜または材料を好適に選択すれば、回転要素は、例えば実質的に円筒状のコアを備えるだけでよい。よって、回転可能ラッチング構成部を備えた回転要素を好適に構成することによって、多面アスペクト面の任意の面を好適に配置された観察者の方に位置づけることができることを当業者なら理解するはずである。よって、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、それらの同等形態の全範囲を考慮に含めた添付の請求項に規定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  先行技術の回転要素シート材を示す図である。
【図２】  先行技術の回転要素シート材の他の概観を示す図である。
【図３】  先行技術の回転要素を示す図である。
【図４】  大きさ零（ゼロアンプリチュード：zero amplitude）のアドレッシングベクトル場の存在下での先行技術の回転要素の集合体を示す図である。
【図５】  零でない値のアドレッシングベクトル場の存在下での先行技術の回転要素の集合体を示す図である。
【図６】  図５の回転要素の集合体の代替図である。
【図７】  多値アスペクトを有する先行技術の回転要素を示す図である。
【図８】  図７の回転要素の他の配景を示す図である。
【図９】  多値アスペクトを有する先行技術の他の回転要素を示す図である。
【図１０】  図９の回転要素の他の配景を示す図である。
【図１１】  値が零のアドレッシングベクトル場の存在下での図７および図８による回転要素の集合体を示す図である。
【図１２】  零でない値のアドレッシングベクトル場の存在下での図７および図８による回転要素の集合体を示す図である。
【図１３】  図１２による回転要素の集合体の他の配景を示す図である。
【図１４】  多値アスペクトおよびラッチング構成部を有する先行技術の回転要素を示す図である。
【図１５】  多値アスペクトおよびラッチング構成部を有する先行技術の他の回転要素を示す図である。
【図１６】  図１４の回転要素を含み、かつラッチング構成部を含む回転要素シート材を示す図である。
【図１７】  図１５の回転要素を含み、かつラッチング構成部を含む回転要素シート材を示す図である。
【図１８】  選択されたパリティベクトルを有する先行技術の多面回転要素を示す図である。
【図１９】  他の配景による図１８の回転要素を示す図である。
【図２０】  同一のパリティベクトルを共用する複数の回転要素を組み合わせる先行技術の方法を示す図である。
【図２１】  向きが変化する回転要素の数と加ベクトル場との関係を表す例示的なグラフを示す図である。
【図２２】  ある領域に磁場を案内する先行技術の１つの方法を示す図である。
【図２３】  本発明に適合する回転要素を示す図である。
【図２４】  図２３の回転要素の他の概観を示す図である。
【図２５】  複数のシートラッチング構成部を含む基板内にある図２３および図２４の回転要素を示す図である。
【図２６】  本発明に適合するアドレッシングベクトル場の影響下にある図２３および図２４の複数の回転要素を示す図である。
【図２７】  アドレッシングベクトル場が存在しない状態で図２６の回転要素に隣接する、本発明に適合する傾斜場スタイラスを示す図である。
【図２８】  傾斜場スタイラスが回転要素の回転軸に対して垂直に移動した後の図２７のキットを示す図である。
【図２９】  回転要素を方向づけるためのアドレッシングベクトル場の影響下にある図２８の複数の回転要素を示す図である。
【図３０】  傾斜場スタイラスが回転要素シート材の表面を移動した後で、アドレッシングベクトル場が存在しない状態での本発明のキットの巨視的な概観を示す図である。
【符号の説明】
１０  回転要素、２０  作動化流体、３０  キャビティ、４０  基板、５０  回転要素シート材、５５  インフラ層、６０  観察者、７０  第１の層、７５  第１の塗膜、８０  第２の層、８５  第２の塗膜、１００  ベクトル場、１１０，１６０  無場集合体、１２０  第１のアスペクト集合体、１３０，２３０  第１の塗膜、１３５，２３５  第２の塗膜、１３７，２３７  透明な被覆体、１４０  第４のアスペクト面、１４２，１５２，２４２  第１のアスペクト面、１４４，１５４，２４４  第２のアスペクト面、１４６，１５６  第３のアスペクト面、１４８  第４のアスペクト面、１５０，２４０  コア、１６４  第２のアスペクト集合体、１７０  回転式ラッチング構成部、１７２，２７４  シートラッチング構成部、１９４  電流ループ、１９６  磁束線、２７０  第１の回転ラッチング構成部、２７２  第２の回転ラッチング構成部、３１０  電源、３２０  第２のオーバレイ、３３０  第１のオーバレイ、３７０  パリティベクトル、４６０  磁場、４７５  傾斜場スタイラス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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