CN101037053B - 图像处理方法和图像处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了图像处理方法,其包含图像记录步骤和图像擦除步骤中的至少一个,其中(1)激光光束是以相同方向掠过,并且激光扫描涉及激光作用中止情况下的停顿,(2)激光光束是以交替方向掠过,并且激光扫描涉及激光作用中止情况下的停顿,(3)激光光束是以交替方向掠过,并且激光扫描涉及激光作用中止情况下的停顿,其中该停顿涉及从第一激光扫描终点到第二激光扫描点的无激光光束作用,或(4)激光光束是以交替方向被施加,同时避免对相邻激光光束线间之附近部分的连续激光照射,并且激光扫描涉及激光作用中止情况下的停顿。
Description
技术领域
本发明涉及能够增加反复耐久性和可擦除性的、可以缩短图象擦除时间的图像处理方法和应用该图像处理方法的图像处理装置。
背景技术
作为在表面具有凹凸的热可逆记录介质(thermoreversiblerecording medium)(以下,有时称为“可逆性热敏介质(reversible thermalsensitive recording medium)”、“记录介质(recording medium)”或“介质(medium)”)上形成图像或者从表面具有凹凸的热可逆记录介质上删除图像的方法,和作为远距离在此种介质上形成图像记录或者删除图像的方法,提出了基于非接触式激光的方法(参照日本专利申请特开(JP-A)第2000-136022号公报)。该方法是在物流线中所使用的装运容器上使用非接触记录,其中所述容器是由热可逆记录介质制成,激光被用于进行图像的记录(写入),擦除图像使用热风、热水、红外线加热器或者类似方式。
对于在这样的热可逆记录介质上/从这样的热可逆记录介质上记录/擦除图像,存在各种已经提出的涉及激光照射的方法(例如,参照日本特开平(JP-A)第07-186555号公报(日本特许(JP-B)第3350836号公报)、日本特开平第07-186445号公报(日本特许第3446316号公报)、日本特开第2002-347272号公报和日本特开第2004-195751号公报)。
上述日本特开平第07-186555号公报(日本特许第3350836号公报)中记载的技术,是改良的图像形成和擦除方法,其涉及在热可逆性性记录介质上配置光热转换片后、在该光热转换片上照射激光光束,由产生的热在该热可逆性记录介质上记录或从其上消除图像。该专利文献的说明书披露了通过控制激光光束照射的条件进行图像的形成和擦除的可能性。更具体地,它宣称:由控制激光照射时间、光强度、聚焦程度、光强度分布中的至少1个,可能将加热温度控制在所述热可逆性记录介质的第1特定温度和第2特定温度;并且,通过改变加热后的冷却速度,可能能够全部或部分地形成或擦除图像。
在上述日本特开平7-186445号公报(日本特许第3446316号公报)中,记载着使用2个激光光束的方法:将1个作为椭圆形和长圆形激光光点进行图像的擦除,另一个作为圆形激光光点进行图像的形成,记载着使用作为2个激光的复合光束的记录方法,以及记载着使用2个变形激光的复合光束的记录方法。相比于使用1个激光记录,由使用2个激光记录能够实现高密度成像。
在上述日本特开2002-347272号公报中记载的技术,是涉及在图像记录或擦消除时,利用1个反射镜的两面,根据光路差和/或反射镜形状的不同,使聚焦的激光光束点的形状变更的技术。由此,借助简单的光学系统,可能能够改变光束斑的大小和使光束离开焦点。
在上述日本特开2004-195751号公报中,记载着:将标签状的可逆性热敏记录介质的激光吸收率设定为50%或者以上,印刷时的照射能量为5.0mJ/mm2至15.0mJ/mm2,并且激光吸收率和印刷照射能量的乘积为3.0mJ/mm2至14.0mJ/mm2、擦除时的激光吸收率和印刷照射能量的乘积为1.1倍至3.0倍,可以几乎完全消除图像擦除之后保留的残留图像。
另外,提出了使用激光光束擦除图像的方法(参照日本特开2003-246144号公报),其中写道:通过将(激光光束的能量、激光的照射时间、扫描速度和脉冲宽)的水平变成激光记录时这些参数的25%到65%,擦去以前图像,从而可以在可逆性热敏记录介质上据说实现高耐久性的、明显反差图像的记录。
由上述方法,可以实施由激光打印和激光擦除;但因为在打印时不进行激光控制,所以,存在在打印时当线相互重合时产生局部热损坏的问题和在填充区发生色彩显影密度下降的问题。
为了解决上述这些问题,公开了控制打印能量的方法(参照日本特开第2003-127446号公报和日本特开第2004-345273号公报)。
在上述日本特开第2003-127446号公报中,公开了以下述方式通过减轻局部的热损坏而防止可逆性热敏记录介质的变差:在每个图像点控制激光照射能量,从而减少图像点重合处区域和激光被返回区域的激光能量;另外,在进行直线打印时,减少确定间隔的能量,。
而且,在上述日本特开第2004-345273号公报中描述到:根据角度R,用数值|cos0.5R|k(其中0.3<k<4,并且R是激光束返回时的角度)乘以照射能量,可以减少激光成像中的照射能量;由此,在以激光记录时,在线性激光光束线重合部分防止过多能量的增加,可以使介质变差减少,或变得能够维持反差,而不必过分减少能量。
另外,在涉及激光光束的图像记录和图像擦除的图像处理方法中,例如,光栅扫描和向量扫描被用于控制激光扫描等。
光栅扫描是典型地在TV等的CRT图像中可以使用的激光扫描控制系统,是从某开始点、在X方向上让激光光束直线状地扫描到终点,下一个扫描开始点的位置在Y方向上移动,激光光束以相似方式线性扫过,该系列事件被重复;另一方面,向量扫描控制方式是沿着图像的轮廓,激光光束直线状和曲线状地进行图像的扫描的激光扫描控制系统(参照日本特开平第08-267797号公报)。
另外,作为光栅控制方式的一般技术,公开了如下方法:在X轴方向使激光源步进式地移动,直到激光到达其应该被打开以便开始绘制图像的位置;在第1行的扫描结束后,扫描线的位置在Y轴方向移动,同样地进行下一行的扫描(参照日本专利公开特开第2001-88333号公报)。
另外,也可以使用移动Y轴方向运动和X轴方向运动交替变化的光栅扫描(参照日本特开第2002-347272号公报和日本特开第2002-113889号公报)。
另外,在向量扫描中,也可以使用在横方向使激光光束扫过、以位图格式描绘图像的光栅扫描;和,使激光光束在纵方向扫过而描绘图像的柱扫描(参照日本特开第2003-127446号公报)。
但是,在激光扫描中,例如,在沿着打印图样使激光扫过而消除打印图样时,可以使用向量扫描。另外,当发生位置偏移时,就导致偶尔地未擦除图像的某些部分。特别是在移动物体上进行打印或从移动物体上进行擦除时,因为特别容易引起位置偏移发生,所以,容易成为擦除不良。
因此,存在消除全部印字区域的、而没有位置偏移影响的方法,但使用光栅扫描的方法成为最一般的方法(参照日本特开第2001-88333号公报)。
但是,上述日本特开第2001-88333号公报中记载的图像擦除方法会引起介质变差和介质的反复耐久性降低。这是由热引起的,热是由过度的激光照射产生的、并且积累的区域是已经完成第1行写入的激光照射通过一步而在Y方向运动返回到所回绕的下一个扫描点(以下在一些情形中也称为“折返区(turn back area)”)。
激光扫描是由装配在搭载激光光源的图像记录装置中的检流计镜或级的移动来控制。但上述两种情形的任意一种中,在折返区立即停止激光光束是非常困难的;因此,在那里,扫描速度被慢慢地减速。由此,在以往方式的扫描战略中,因为激光光束在折返区变慢、扫描速度变慢,从而分配过剩能量至折返区、促进它们成为高能状态。并且,因为激光光束被立刻施加在相邻部位,即施加在下一行激光扫描(行)的开始部分而没有停止激光照射,所以,在折返部分上赋予了相当过剩的能量。以这样方式,介质的变差受到促进、反复耐久性下降(例如,参照图1)。
当以以往扫描策略在折返区停止激光照射时,则相比于不停止激光照射时,在热可逆记录介质上所加上的能量的量小。但是,在折返区冷却前,在下一行的开始部分(即临近部位)开始激光照射。由于这个原因,这仍然导致过剩的能量被施加于折返区,致使介质变差受到促进、降低了反复耐久性(例如,参照图2)。
热可逆记录介质中的折返区,是被加上过度能量的高温区域,可能存在有由显色产生的背景图像模糊的情况。为了完全擦除图像而不会产生背景图像模糊(背景雾(backgroud fog)),在激光扫描进展到下一行之前,折返区必须大体上冷却(接近冷却)。因此根据图像的大小,用于擦除图像的时间是相当多的。
发明内容
本发明的一个目的在于提供:反复耐久性和擦除性提高、可以缩短擦除时间的图像处理方法;和,使用该图像处理方法的图像处理装置。
作为用于解决上述问题的手段如下。
<1>图像处理方法,其包含下述至少之一:通过在其上应用激光光束而加热热可逆记录介质,在上述热可逆记录介质中记录图像,所述图像是由多数个的激光光束线形成的;和,通过应用激光光束而加热热可逆记录介质,从该热可逆记录介质擦除图像,所述图像是由多数个的激光光束线形成的;其中,在激光扫描期间,激光光束是以确定距离平行掠过(扫过)所述介质,激光光束是在同一方向上被施加,并且激光扫描的一些部分——在激光施加中断时——涉及停顿,其中热可逆记录介质提供相对于透明度或色调的温度依赖性可逆变化。
<2>根据<1>的图像处理方法,其中当激光应用是不连续的时,停顿对应于如此的停顿:其中从第1个激光扫描终点到第2个激光扫描起点不施加激光光束,第1个激光扫描终点对应于在第1个激光起点开始的激光扫描的终点,第1个激光扫描终点和第2个激光扫描起点相隔预定距离。
<3>图像处理方法,其包含下述至少之一:通过在热可逆记录介质上应用激光光束而加热热可逆记录介质,在上述热可逆记录介质上记录图像,所述图像是由多数激光光束线形成的;和,通过应用激光光束而加热热可逆记录介质,从该热可逆记录介质记录擦除图像,所述图像是由多数激光光束线形成的;其中,在激光扫描期间,激光光束是以预定距离平行扫过所述介质,激光光束以交替方向的方式顺序地予以应用,并且激光扫描的一些部分——在激光施加中断时——涉及停顿,其中当激光应用是不连续时的停顿涉及从第一个激光扫描终点到第二个激光扫描点无激光光束施加,第一个激光扫描终点对应于在第一个激光起点开始的激光扫描的终点,且其中热可逆记录介质提供相对于透明度或色调的温度依赖性可逆变化。
<4>图像处理方法,其包含下述至少之一:通过在热可逆记录介质上应用激光光束而加热热可逆记录介质,在上述热可逆记录介质上记录图像,所述图像是由多数激光光束线形成的;和,通过应用激光光束而加热热可逆记录介质,从该热可逆记录介质记录擦除图像,所述图像是由多数激光光束线形成的;其中,在激光扫描期间,激光光束是以预定距离平行扫过所述介质,激光光束以变换方向的方式顺序地予以应用,同时避免对处于相邻激光光束线之间的附近部位的连续激光照射;并且激光扫描的一些部分——在激光施加是非连续时——涉及停顿,且其中热可逆记录介质提供相对于透明度或色调的温度依赖性可逆变化
<5>根据<4>的图像处理方法,其中当激光施加是不连续时,停顿相当于从第1个激光扫描终点到第2个激光扫描起点中不施加激光的停顿,第1个激光扫描终点对应于在第1个激光起点开始的激光扫描的终点,第1个激光扫描终点和第2个激光扫描起点相隔确定距离。
<6>图像处理方法,其包含下述至少之一:通过在热可逆记录介质上应用激光光束而加热热可逆记录介质,在上述热可逆记录介质上记录图像,所述图像是由多数激光光束线形成的;和,通过应用激光光束而加热热可逆记录介质,从该热可逆记录介质记录擦除图像,所述图像是由多数激光光束线形成的;其中,在激光扫描期间,激光光束是以预定距离平行扫过所述介质,激光光束以同一方向顺序地予以应用,同时避免对处于临近激光光束线之间的附近部位的连续激光照射;并且激光扫描的一些部分——在激光施加是非连续时——涉及停顿,且其中热可逆记录介质提供相对于透明度或色调的温度依赖性可逆变化
<7>根据<6>的图像处理方法,其中当激光施加是不连续时,停顿相当于从第1个激光扫描终止点到第2个激光扫描起点中不施加激光光束的停顿,第1个激光扫描终止点对应于在第1个激光起点开始的激光扫描的终点,第1个激光扫描终点和第2个激光扫描起点相隔确定距离。
<8>根据<1>、<4>和<6>中的任意一个的图像处理方法,其中当激光施加是不连续时,停顿是由图像处理装置的扫描控制单元所控制,以致在第一个激光扫描终止点已经被停止的激光施加在第二个激光扫描点开始,第一个激光扫描终止点对应于在第一个激光扫描起点开始的激光扫描的终点。
<9>根据<1>至<8>中的任意1个所记载的图像处理方法,其中,其中热可逆记录介质包括在载体上形成的至少一层可逆热敏记录层,并且,该可逆热敏记录层含有树脂和低分子量有机物。
<10>根据<1>至<8>中的任意1个所记载的图像处理方法,其中,其中热可逆记录介质包括在载体上形成的至少一层可逆热敏记录层,并且,该可逆热敏记录层含有隐色染料和可逆显色剂。
<11>根据<1>至<10>中的任意1个所记载的图像处理方法,其中,在沿着基本正交于光束传输方向的方向上切割而成的激光光束在其横向截面上的光强度分布中,中心区域的强度等于或者小于外周区域的强度。
<12>图像处理装置,其包括:激光光束施加单元;和,设置用于使激光光束的光照射强度变化的光强度调整单元,其中所述光强度调整单元被放置于激光光束施加单元的激光发射侧,其中所述图像处理装置被用在根据<1>至<11>中的任意1个所记载的图像处理方法中。
<13>根据<12>的图像处理装置,其中所述光强度调整单元是透镜、滤光片和反射镜中的至少一种。
本发明的图像处理方法的第1个方面是包括如下所述至少之一的图像处理方法:通过在热可逆记录介质上施加激光光束而加热热可逆记录介质,在上述热可逆记录介质上记录图像,所述图像是由多数个的激光光束线形成的;和,通过施加激光光束而对热可逆记录介质进行加热,从热可逆记录介质擦除图像,所述图像是由多数个的激光光束线形成的;其中,在激光扫描期间,激光光束掠过所述介质,以致该多数个激光光束是以预先确定的距离平行前进,激光光束是如此施加以致激光光束线在同一方向上前进,并且激光扫描的一些部分涉及当激光施加被中断的情况下的停顿,其中热可逆记录介质呈现出相对于透明度或色调的温度依赖性可逆变化。
本发明的图像处理方法的第2个方面是包括如下所述至少之一的图像处理方法:通过在热可逆记录介质上施加激光光束而加热热可逆记录介质,在上述热可逆记录介质上记录图像,所述图像是由多数激光光束线形成的;和,通过施加激光光束而加热热可逆记录介质,从热可逆记录介质擦除图像,所述图像是由多数激光光束线形成的;其中,在激光扫描期间,激光光束是以预定距离平行扫过所述介质,激光光束以交替方向顺序地施加,并且激光扫描的一些部分在激光施加为非连续时涉及停顿,其中在激光施加为不连续时的停顿相当于从第1个激光扫描终点到第2个激光扫描点中不施加激光光束,第1个激光扫描终止点对应于在第1个激光起点开始的激光扫描的终点,且其中热可逆记录介质提供相对于透明度或色调的温度依赖性可逆变化。
本发明的图像处理方法的第3个方面是包括如下所述至少之一的图像处理方法:通过在热可逆记录介质上施加激光光束而加热热可逆记录介质,在上述热可逆记录介质上记录图像,所述图像是由多数激光光束线形成的;和,通过施加激光光束而加热热可逆记录介质,从热可逆记录介质擦除图像,所述图像是由多数激光光束线形成的;其中,在激光扫描期间,激光光束是以预定距离平行扫过所述介质,激光光束以交替方向顺序地施加、同时避免对处于相邻激光光束线之间的附近部分的连续激光照射,并且激光扫描的一些部分涉及当激光施加为非连续时的停顿,且其中热可逆记录介质提供相对于透明度或色调的温度依赖性可逆变化。
本发明的图像处理方法的第4个方面是包括如下所述至少之一的图像处理方法:通过在热可逆记录介质上施加激光光束而加热热可逆记录介质,在上述热可逆记录介质上记录图像,所述图像是由多数激光光束线形成的;和,通过施加激光光束而加热热可逆记录介质,从热可逆记录介质擦除图像,所述图像是由多数激光光束线形成的;其中,在激光扫描期间,激光光束是以预定距离平行扫过所述介质,激光光束以同一方向顺序地施加、同时避免对处于相邻激光光束线之间的临近部分的连续激光照射,并且激光扫描的一些部分涉及当激光施加为非连续时的停顿,且其中热可逆记录介质提供相对于透明度或色调的温度依赖性可逆变化。
在根据本发明的第1个方面到第第4个方面的图像处理方法中,激光光束是顺序地或者任意地、以同一方向或者交替方向施加在介质上的,并且,进一步,该激光扫描涉及激光施加为不连续时的停顿,从而达到图像的形成或者擦除。进一步,可能避免过多能量在激光扫描折返的区域和/或激光光束重叠的区域处进行积累。
本发明的图像处理装置是用在本发明的图像处理方法中,包括至少一个激光施加单元和激光光束调整单元,其被设置用于改变激光光束的光强度,并且其被放置在激光光束施加单元的激光发射侧。
在所述图像处理装置中,激光施加单元发射激光光束,激光光束调整单元改变由激光施加单元发射而来的激光的光强度。结果是,原因在于图像记录和图像擦除的重复性循环所致的热可逆记录介质的老化可以被有效地阻止。
附图说明
图1表示一种传统的激光扫描方式。
图2表示另一种传统的激光扫描方式。
图3表示本发明的一种激光扫描方式。
图4表示本发明的另一种激光扫描方式。
图5表示本发明的又另外一种激光扫描方式。
图6表示本发明的再另外一种的激光扫描方式。
图7表示本发明的进一步的激光扫描方式。
图8表示本发明的仍进一步的激光扫描方式。
图9表示本发明的再进一步的激光扫描方式。
图10A是表示在本发明的图像处理方法中使用的激光光束在光束横截面中的光强度分布中的“中心部分(中心区域)”和“周边部分(外周部分、周边区域或者外周区域)”的光照射强度的一个例子的示意性概略说明图,其中所述横截面是沿着与该光束前进方法垂直相交的方向切出。
图10B是一副示意性概略说明图,表示:在本发明的图像处理方法中所使用的激光光束,在沿着与光束前进方向正交的方向上切出横截面,在该光束横截面中的光强度分布中的“中心区域”和“周边区域”的光照射强度的另外一个例子。
图10C是是表示在本发明的图像处理方法中使用的激光光束在光束横截面中的光强度分布中的“中心部分”和“周边部分”的光照射强度的又一个另外例子的示意性概略说明图,其中所述横截面是沿着与该光束前进方法垂直相交的方向切出。
图10D是表示在本发明的图像处理方法中使用的激光光束在光束横截面中的光强度分布中的“中心部分”和“周边部分”的光照射强度的再一个另外例子的示意性概略说明图,其中所述横截面是沿着与该光束前进方法垂直相交的方向切出。
图10E是一副示意性说明图,显示在本发明的图像处理方法中所用的通常激光光束的光束横截面中的光强度分布(高斯分布)中的“中心部分”和“周边部分”的光照射强度的一个例子,其中所述横截面是沿着与该光束前进方向垂直相交的方向切出。
图11A是表示在本发明的图像处理装置中的光照射强度调整单元的一个例子的示意性概略说明图。
图11B是表示在本发明的图像处理装置中的光照射强度调整单元的一个例子的概略说明图。
图12是说明本发明的图像处理装置的一个例子的图。
图13A是表示热可逆记录介质的清晰-模糊特性的图表。
图13B是表示热可逆记录介质在清晰状态和模糊状态之间变化之机理的示意性概略说明图。
图14A是表示热可逆记录介质的显色-消色特性的图表。
图14B是表示热可逆记录介质的显色-消色变化机理的示意性概略说明图。
图15是表示RF-ID(射频识别)标签的一个例子的示意图。
图16是表示在本发明中的图像重叠部分的图。
图17是表示在实施例38的图像记录步骤中使用的激光光束的光强度的概略说明图,光束横截面中的光强度分布是以与光束前进方向垂直相交的方向切出。
图18是表示在实施例38的图像擦除步骤中使用的激光光束的光强度的概略说明图,光束横截面中的光强度分布是以与光束前进方向垂直相交的方向切出。
图19表示本发明的仍然再一个进一步的激光扫描方式。
发明祥述
(图像处理方法)
根据本发明的第1方面至第4方面的任意1个的图像处理方法,包含图像记录步骤和图像擦除步骤的至少一个,根据需要,还含有适当选择的其它步骤(或多个步骤)。
在本发明的图像处理方法中,也涵盖进行图像形成和图像擦除两者的实施方式、只进行图像形成的实施方式、只进行图像擦除的实施方式。
正如此处所用,术语“图像”指的是以多数个的激光光束线所形成的文字、记号和图线,也包含条形码和实心图像。因此,不包含由单一的激光线所形成的图像(例如,用激光光束线的一笔书写而成的文字)。
正如此处所用,术语“重叠部分”,指的是在图像中的多数激光光束线是重叠的。例如,在记录均匀密度的实心图像时,需要临近的激光光束线重叠起来,如在图16中所示。因此,在前一行的激光照射之后、冷却之前,如果立即开始下一行的激光照射,则导致在重叠部分上施加上过多量的能量,热可逆记录介质的变差容易发展、它的反复耐久性降低,由于多余蓄热的影响致使图像密度可能下降。
在本发明的图像处理方法的第1方面中,当让激光光束以预定距离平行扫过热可逆记录介质时,激光光束被如此施加,以便使激光光束在同一方向上运行;并且激光扫描的一些部分涉及激光施加中断时的停顿。
在本发明的图像处理方法的第2方面中,当让激光光束以预定距离平行扫过热可逆记录介质时,激光光束以交替方向被施加,激光扫描的一些部分涉及激光施加不连续时的停顿,并且所述激光施加不连续时的停顿涉及从第一个激光扫描终点到第二个激光扫描点无激光光束施加,第一个激光扫描终点对应于在第一个激光扫描起点所开始的激光扫描的终止点。
在本发明的图像处理方法的上述第3方面中,当让激光光束以预定距离平行扫过热可逆记录介质时,激光光束是以交替方向、顺序地施加的,而同时避免相邻激光光束线间的临近部位的连续激光照射,部分激光扫描涉及激光施加不连续时的停顿。
在本发明的图像处理方法的上述第4方面中,当让激光光束以预定距离平行扫过热可逆记录介质时,激光光束是以同一方向施加的,而同时避免相邻激光光束线间的临近部位的连续激光照射,部分激光扫描涉及激光施加不连续时的停顿。
<图像记录步骤和图像擦除步骤>
本发明的上述图像处理方法中的上述图像记录步骤是指这样一个步骤:其中热可逆记录介质相对于透明度或色调提供温度依赖性变化,由激光光束照射加热热可逆记录介质,在上述热可逆记录介质上形成图像。
本发明的上述图像处理方法中的上述图像擦除步骤,是对热可逆记录介质,由照射激光光束加热,擦除在所述热可逆记录介质上形成的图像的步骤。
对上述热可逆记录介质,由照射上述激光光束加热,在上述热可逆记录介质上以非接触状态可以进行图像的记录或擦除。
一般地,在本发明的图像处理方法中,在上述热可逆记录介质的再使用时,首先进行图像的更新(图像擦除步骤),此后,由上述图像记录步骤进行新图像的记录。但图像的记录和擦除的顺序不是特别限于上面描述的此顺序;也可以由上述图像记录工序先记录图像,然后由上述图像擦除工序擦除图像。
在本发明中,在热可逆记录介质上将激光光束以确定距离平行施加激光,从而使加热热可逆记录介质在其上记录或者从其上擦除图像,其中激光光束是以同一方向或者交替方向顺序或者任意施用在介质上,并且进一步地,激光扫描涉及激光应用中断时的停顿。更特别地,提供了图像处理方法,其中激光光束受到控制,以致激光在激光扫描折返区域和/或激光光束重叠区域不被提供,因此在这些区域中避免了不需要的能量累积。
在本发明的图像处理方法的上述第1方面至第4方面的任意1个中,优选由图像处理装置的扫描控制单元控制激光应用不连续时的停顿,这样以致:在第一个激光扫描终点已经被中断的激光作用可以在第二个激光扫描点开始,第一个激光扫描终点对应于在第一个激光扫描起点开始的激光扫描的终点。
在本发明中,例如,如图3至图9所示,特征在于:对热可逆记录介质,采用了特定的激光光束控制,而同时没有或者很少有源自激光的、累积在折返区域和/或激光光束线的重叠部分处的热的副作用,其中热的累积在涉及施加激光光束到热可逆记录介质的一般激光光束扫描控制方法中是一个问题,例如在光栅扫描中。由此,可能提供一种用于热可逆记录介质的图像处理方法,该方法能够消除储积在介质中的折返部分和/或激光光束线的重叠部分中的、由激光所产生的热的不利效应,能够增加反复耐久性和热可逆记录介质的图像可擦除性,还可以减少图像擦除时间。
本发明的一个优选实施方式是在图3中所示的激光扫描控制方法,其中通常地,以规律间隔、在同一方向(图中是从左向右)、线性地施加激光光束。当激光光束到达右端边沿,激光照射就被关闭,通过反射镜的动作,激光就沿着在图3和图4中虚线所示移动到下一个激光扫描开始点,开始激光照射,激光光束从左向右扫描过介质。图3至图9的虚线表示激光照射不连续的状态,即激光照射是关闭状态(中断状态、中止状态)。如从图3可知地,因为在折返区域的相邻部分(例如,图3和图4的第2行箭头的前端部分)不直接被激光照射,所以,在这些区域中累积的热有较少的不良效应,而不良效应在传统的扫描方法中是可以预见到的,因此,有可能防止介质的变差,可以提高介质的反复耐久性。另外,在折返区域中,因为激光光束的照射是被中断,所以,没有过度的蓄热,可以在这些区域中保证一个适当的擦除温度范围,从而有效地防止了由蓄热所产生的残留图像(重像、虚像(ghost images)的发生,也可以提高可擦除性。
本发明的另外一个优选的实施方式是在图5中所示的激光光束扫描控制方法,其中以它们之间的规律间隔、在交替方向上施加激光光束。基本上,这是光栅扫描的一种修改,光栅扫描是一种曾经用于以二维方式扫描光线发射点例如激光光束的方法:显示从某开始点在X方向(水平扫描方向)上直线状地扫描到结束点,激光扫描点被移动到Y方向(垂直扫描方向),相似地开始激光扫描,这种循环被顺序重复。CRT图像,例如在电视机中,是用光栅扫描产生的图像的代表性例子。
在本发明的实施方式中,激光扫描控制是如在图5中所示的方式执行:激光光束扫描开始于上边线的左端;当激光光束到达右端时,激光照射成为中止或中断状态(关闭状态)。借助反射镜的移动,激光沿着虚线Y方向向下运动,激光照射再次在下一条线的左端开始,前进到右端,这个循环被顺序重复。如从图5中可以看出,同传统激光扫描方法形成对照,在激光照射前进到下一个照射点(开始点)时,在折返区域中的激光照射被中止。所以,这些区域中的热累积的坏影响少,这在传统扫描方法中显然的,因此可能阻止介质老化和提高介质的反复耐久性。并且,在折返部分,激光照射被中断(关闭状态),引导激光的反射镜被控制沿着激光运动至下一个照射点,所以,激光的扫描速度却从没有降低。因此,相比于传统激光扫描方法,可以缩短擦除时间。此外,因为在折返部分中激光光束的照射被中断,所以,没有过度的蓄热,可以在这些区域维持一个适当的擦除温度范围,从而有效阻止由于蓄热所产生的残留图像之产生,也可以提高可擦除性。注意到:可以采用任意的预扫描时间;但是,预扫描时间优选是0.2ms到5ms。预扫描时间小于0.2ms会导致在记录开始点或记录结束点处的过多能量施加,因为激光照射是以低扫描速度进行,这可能在热可逆记录介质上产生损坏,而预扫描时间大于5ms则会导致——因为记录时间变长,不能在所希望的时间内完成记录。
仍然地,本发明的另外一个优选实施方式是在图6和图7中所示的激光扫描控制方法,其中是以交替方向施加激光,而同时避免对相邻激光光束线之间的临近部分的继续激光照射。例如,如在图6中所示地,是以这样一种方式重复激光光束应用的循环,即激光光束以任何顺序、在交替方向上、以下述方式扫过:激光扫描开始于上面线的左端;当激光光束到达右端的时刻,激光照射被中断(关闭状态);借助反射镜之移动,激光沿着虚线移动到任意一个不相邻的下一个开始点;于此,激光照射开始,前进到右端。从图6和图7中可以看出,与图5所示的激光扫描方法不同,激光扫描是如此控制,以致下一个激光扫描开始点和前一个激光扫描终止点是分离的,激光照射在折返区域是受到中止的(关闭状态)。因为这个原因,所以,可以如图5显示地显著降低当折返区域对应于前一个扫描结束点的相邻部分时所能够产生的蓄热引起的不良影响。由此,介质的反复耐久性提高,并且如同图5中的激光扫描控制方法那样,引导激光的反射镜被控制随着激光运动至下一个照射点,所以,激光的扫描速度没有减小,有可能保持恒定扫描速度、而同时可以缩短擦除时间。而且,激光照射的结束点和下一个激光照射开始点之间的区域,即相邻的折返区域之间是没有接触的。所以,在这些区域中没有过多的热累积,可以在这些区域中维持一个适当的擦除温度范围,所以有效阻止了由蓄热产生的残留图像,也可以提高可擦除性。注意到:可以采用任意的预备扫描时间,但优选是0.2ms~5ms。
本发明的再一个另外的优选实施方式是在图8和图9中所示的激光扫描控制方法,其中是在同一方向施加激光光束,而同时避免对相邻激光光束线之间的临近部分的连续激光照射。例如,如在图8中所示,是以这样一种方式重复激光光束应用的循环,即激光光束以任何顺序、在同一方向上、以下述方式扫过:是以上面线的左端为起点,开始激光扫描;当激光光束到达右端时,激光照射成为不连续状态(关闭状态);由于反射镜的移动,激光沿着虚线、向不相邻的下一个开始点运动,在那里,激光照射开始并前进到右端;当激光光束到达右端,激光照射再次成为不连续状态(关闭状态),然后由于反射镜的移动,激光沿着虚线再次向不相邻连接的下一个开始点运动,在那里,激光照射再次开始、前进到右端如从图8和图9可知,和图3方式的扫描方法不同,激光扫描是如此控制,以致下一个激光扫描开始点和前一个激光扫描终止点是分离的,激光照射在折返区域是中止的(关闭状态)。由于这个原因,所以,可能减少如图3中可见的累积热的不良效应;当激光扫描起始点和前一个激光扫描起始点的临近部分一致时,产生累积热。因此,有可能增加介质的循环耐用性,并且正如图3中所示的激光扫描控制方法的情形那样,因为引导激光的反射镜被控制为随着激光运动至下一个照射点,所以,激光的扫描速度没有降低,有可能维持恒定的扫描速度而减少图像擦除时间、提高介质的循环耐久性。注意:预扫描时间可以任意地设定,但优选的预扫描时间是0.2ms到5ms。
虽然在图3~图9中,使用的是左→右方向或右→左方向的激光光束,但是,激光扫描的方法没有特别的限制、可以相应地适当选择:例如,对于在上→下方向、下→上方向或倾斜方向上施加的激光光束,本发明的激光光扫描方法是能够适用的。
在本发明中,激光扫描由——作为在图像记录装置中设置的扫描控制设施——的反射镜移动、热可逆记录介质或图像处理装置的移动、或它们的组合的移动而控制。只要可以实现本发明的激光光束扫描控制,本领域技术人员能够使用任何激光扫描控制,而不会脱离本发明范围和主旨。
在上述图像记录步骤和上述图像擦除步骤的至少任意1个中,激光光束是以这样一种方式被应用到热可逆记录介质上,以致:以相对该光束前进方向大致垂直相交的方向切出激光光束的横截面(以下,有时称为“与激光光束前进方向垂直相交的截面”),在该横截面中的激光光束的光强度分布中,中心部分的光强度等于或者小于周边部分的光强度。
在使用激光光束形成某个图案时,与激光光束前进方向垂直相交的截面中的激光光束的光强度分布成为高斯分布,其中相比该分布中的周边部分,中心部分的光强度极为较高。当在热可逆记录介质上施加高斯分布的激光光束时,对应于中心部分的介质部分的温度过度上升,随后的图像形成和擦除循环导致该部分老化,使介质的反复耐久性变差。
当使激光能量减少,以致不增加对应于中心区域的介质温度达到引起老化的水平时,这将导致小图像尺寸和降低图像对比委托或者延长图像形成时间的问题。
为了避免这些问题,在本发明的图像处理方法中,在图像形成工序和图像擦除工序的至少一个中,激光照射被控制,以致光强度分布在其与光束前进方向垂直相交的横截面的光强度分布中,中心部分的光强度等于或者小于周边部分的光强度,从而提高反复耐久性,同时抑制由反复的图像记录和擦除循环所致的老化,而不缩小图像尺寸。而且,当在同一方向上或者在交替方向上通过激光光束的顺序扫描或者任意扫描形成图像或者擦除图像时,在折返区域和/或在扫描方向的激光光束线重叠区域所积累的热的量被减少,从而可以得到良好的反复耐久性。
(在光强度分布中的中心部分和周边部分)
在激光光束中的与该激光光束的前进方向大致垂直相交方向的截面中的光强度分布中的“中心部分”,被定义为在将表示该光强度分布的曲线2次微分所得到的微分曲线中的2个最大负峰的峰顶所夹着的区域,“周边部分”指的是对应于除去上述“中心部分”的区域之外的区域。
“中心部分的光强度”,在上述中心部分中的光强度分布以曲线表示时是其峰顶部分;当光强度分布具有正峰时,中心部分的光强度对应于峰顶,而当光强度分布具有负峰时,中心部分的光强度对应于峰底。另外,当光强度分布具有正峰和负峰时,中心部分的光强度意指对应于比其他峰更靠近中心部分的中央部位的的峰顶的光强度。
另外,在中心部分中的光强度以直线表示时,指的是对应于该直线最高部分的强度。在这种情况下,优选中心部分中的光强度是恒定的(中心部分的光强度优选表达为水平线)。
“周边部分的光强度”,指的是:当以曲线或直线表示时,对应于该曲线或直线的最高部分的强度。
在图10A~图10E中,表示光束横截面中的光强度分布中的“中心部分”和“周边部分”的光强度的例子。在图10A~图10E中的每一曲线,分别从上侧顺序地,是表示光强度分布的曲线、将表示该光强度分布的曲线1次微分的微分曲线(X’)和将表示上述光强度分布的曲线2次微分的微分曲线(X”)。
图10A~图10D表示在本发明的上述图像处理方法中可以使用的激光光束的光强度分布,其中中心部分的光强度等于或者小于周边部分的光强度。
图10E表示正态激光光束的光强度分布,该光强度分布具有高斯分布形态,其中中心部分的光强度相比于周边部分的光强度,是显著性地更强烈。
关于上面所述的光强度分布中的中心部分和周边部分的光强度的关系,中心部分的光强度需要等于或者小于周边部分的光强度。在本文中,短语“等于或者小于”,指的是中心部分的光强度是周边部分的光强度的1.05倍或者以下、优选1.03倍或者以下、更优选1.0倍或以下;最优选,中心部分的光强度比周边部分的光强度还小,即,小于1.0倍。
当中心部分的光强度是周边部分的光强度的1.05倍或者以下时,就可以抑制由中心部分的温度上升所产生的热可逆记录介质的变差现象。
相反,关于中心部分的光强度的下限,没有特别的限制;可以根据目的适当调整。但是,相对于周边部分的光强度,优选是0.1倍或以上、更优选是0.3倍或以上。
当中心区域的光强度小于周边区域的光强度的0.1倍时,激光束的照射光点处的热可逆记录媒体的温度不能充分地上升,与周边区域相比,中心区域的图象密度可能被降低,并且不能充分地消去图像。
在激光束由诸如激光二极管或YAG激光器这样的激光光源射出并且具有近红外区域的波长的情形中,可以使用配备有CCD等的激光束分析仪(laser beam profiler)来测量光束截面的光强度分布。另外,当激光束从CO2激光器射出并且具有远红外区域的波长时,由于不能使用CCD,可以使用例如组合光束分离器和功率计的仪器,配备有高灵敏度的焦电式照相机的高功率光束分析器来进行测量。
将光束截面的光强度分布从高斯分布改变为其中中心区域的光强度等于或小于周边区域的光强度的分布的方法不受特别的限制,可以根据目的进行选择。光强度调整装置可以合适地被使用。
光强度调整装置的优选实例包括透镜、滤光器、掩模等。具体地,万花筒、积分仪、光束均化器和非球面光束整型器(强度变换透镜和相位校正透镜的组合)等是优选的。另外,当使用滤光器、掩模或类似物时,通过用物理方法切割激光束的中心,可以调整光强度。另外,当使用反射镜时,通过使用例如其形状可以通过计算机来机械地改变的变形反射镜,或者具有各种不同反射率或表面凹凸度的反射镜,可以调整光强度。
通过改变热可逆记录媒体和透镜之间的距离(即,焦距),也可以调整光强度。另外,通过使用与纤维连接的半导体激光、YAG激光器和类似物,可以容易地进行光强度的调整。应注意,通过光强度调整装置调整光强度的方法,将连同后面描述的本发明的图象处理装置的说明一起被详细描述。
依据激光的输出功率和/或热可逆记录媒体的特性,本发明中使用的激光束的激光光点直径可以变化,合适的直径根据具体情况加以选择。激光光点的直径优选在0.01mm~20mm范围内。
用于图象记录的激光光点直径可以和用于图象消去的激光光点直径不同。在这种情况下,图象记录用的激光光点的直径优选为0.01mm~10mm,更优选为0.01mm~5mm。图象记录用的激光光点直径过大时,为了加热所述媒体至一定温度,会导致大的激光输出功率,因此会有图象形成装置尺寸大的问题。图象消去用的激光光点直径优选为0.1mm~20mm,更优选为0.2mm~15mm。图象消去用的激光光点直径越大,消去性越高,也可缩短消去时间。另一方面,图象消去用的激光光点直径过大时,为了加热所述媒体至一定温度,会导致大的激光输出功率,因此,擦除性将降低或者会有图象形成装置尺寸变大的问题。
在图3至图9中,相邻激光照射区域之间的间隔,优选是激光光斑直径的1/12到1/3、更优选是1/10或以上、更加优选是1/8或者以上。
在本发明中的激光扫描速度优选是100mm/秒或者以上、更优选是300mm/秒或者以上、更加优选是500mm/秒或者以上。当激光扫描速度小于100mm/秒时,需要花费时间完成图像记录或图像消除。激光扫描速度优选是20000mm/秒或者以下、更优选是15000mm/秒或者以下、更加优选是10000mm/秒或者以下。如果激光扫描速度大于20000mm/秒,则困难在于得到均匀的图像记录或图像擦除。
(图像处理装置)
本发明的图象处理装置在本发明的上述图象处理方法中使用,至少包括激光束施加装置和激光强度调整装置,如果需要,还包括适当选择的其他装置。
-激光束施加装置-
激光束施加装置没有特别的限制,只要可以给出激光束即可,可根据目的适当地选择。例子包括诸如CO2激光器、YAG激光器、纤维激光器和激光二极管(LD)等通常使用的激光器。
从激光束施加装置射出的激光束的波长没有特别的限制,可根据目的进行调整;波长优选地选择为可视区至红外区,更优选地为近红外区至远红外区,以提高图象对比度。
在可视区中的波长可能导致对比度降低,原因是,作为热可逆记录媒体上的图象形成和消去的结果,吸收激光束便产生热的添加剂会着色。
从CO2激光器射出的激光束的波长为10.6μm,这是远红外区的波长,热可逆记录媒体吸收该激光束,便可在热可逆记录媒体上记录和消去图象,而不需要添加吸收激光束以发热的任何添加物。另外,即使使用具有近红外区的波长的激光束,该添加物也可能在一定程度上吸收可视光,因此,不需要添加此类添加物的CO2激光器是有优势的,这在于它可防止图象对比度降低。
因为来自YAG激光器、纤维激光器和激光二极管的激光束的波长为可视区至近红外区(数百μm~1.2μm),并且因为目前的热可逆记录媒体不吸收该区域的波长的任何激光束,所以有必要添加吸收光并将其变换为热的光热转化材料。然而,使用这些激光也是有优势的,原因是由于较短的波长,形成高分辨率的图象成为可能。
另外,由于YAG激光器和纤维激光器为高功率,它们是有优势的,原因是可增加图象形成速度和图象消去速度。由于激光二极管本身的尺寸小,它在减小装置尺寸和降低价格方面是有优势的。
-光强度调整装置-
光强度调整装置具有改变激光束的光强度的功能。
光照射调整装置的配置没有特别的限制,只要它安置在激光束施加装置的激光发射侧即可。光强度调整装置和激光束施加装置之间的距离可根据目的适当地设定。
光强度调整装置优选地具有以这样的方式改变光强度的功能,即,使得激光束在与激光束的传送方向大致垂直的方向上的截面中的光强度分布为,中心区域的光强度等于或者低于周边区域的光强度。热可逆记录媒体由于图象的记录和消去的反复循环引起的劣化可以得到抑制,循环耐久性可被提高,同时维持了图象的对比度。
同时,在与激光束的行进方向大致垂直的方向的截面的光强度分布中,中心区域的光强度和周边区域的光强度之间的关系在上文被详细描述。
光强度调整装置没有特别的限制,可相应地加以选择;其优选实例包括透镜、滤光器和掩模。具体地,万花筒、积分仪、光束均化器和非球面光束整形器(强度变换透镜和相位校正透镜的组合)可以被适当地使用。例如,可以使用滤光器、掩模等物理切割激光束的中心,从而调整光强度。另外,当使用反射镜时,通过使用例如其形状可以通过计算机来机械地改变的变形反射镜,或者具有各种不同反射率或表面凹凸度的反射镜,可以调整光强度。
此外,有可能改变中心区域的光强度以使得其等于或者小于周边区域的光强度,这通过调整热可逆记录媒体和fθ透镜之间的距离来完成。换句话说,当热可逆记录媒体和fθ透镜之间的距离(即,焦距)被改变时,在光束截面中的光强度分布可以从高斯分布变化为其中中心区域的光强度被降低的光强度分布。
此外,光强度的调整可以通过纤维连接激光二极管、YAG激光器等等来容易地完成。
下面将描述使用非球面光束整形器作为光强度调整装置来调整光强度的方法的一个例子。
例如,当强度变换透镜和相位校正透镜的组合被使用时,在来自激光束装置的激光束的光路中配置二个非球面透镜,如图11A所示。然后,利用设置在目标位置(距离1)的第一个非球面透镜L1来变换强度,使得在光强度分布中,光束中心区域的光强度等于或小于(图11A中的平顶形状)周边区域的光强度。为了平行传输强度改变的激光光束,利用第二个非球面透镜L2进行相位校正。结果,可以改变具有高斯分布的光强度分布。
另外,可以将仅仅一个强度变换透镜L设置在从激光束射出装置射出的激光束的光路中,如图11B所示。在这种情况下,中心区域的光强度可以被改变为等于或者低于(图11B中的平顶形状)周边区域的光强度,这是这样来完成的:使具有高斯强度分布的入射激光束在箭头X1所示的强度高(内部)的区域发散,使入射激光束在箭头X2所示的强度低(外部)的区域聚集。
另外,下面描述了通过使用纤维连接的激光二极管和透镜的组合作为光强度调整装置来调整光强度的一个例子。
在使用纤维连接的激光二极管的情况下,由于激光束通过纤维进行传输,同时,其被纤维反复反射,从纤维末端射出的激光束的光强度分布与高斯分布的形状不同,而是具有介于高斯分布和平顶形状之间的形状。为了使上述光强度分布具有平顶形状,在纤维末端安装多个凸透镜和/或凹透镜的组合作为聚集光学系统。本发明的图象处理装置,在基本构造上类似于通常称之为激光标记器(laser marker)的装置,不同之处在于前者至少包括了前述的激光束射出装置(激光束施加装置)和光强度调整装置。本发明的图象处理装置还至少包括传输部件(transmission unit)、电源控制部件和程序部件。
本发明的图象处理装置的一个例子显示在图12中,重点是在激光束射出装置。
在图12所示的图象处理装置中,在配备具有40W输出功率的CO2激光器光源的激光标记器(LP-440,Sunx Ltd.)的光路中,放置切割经过激光束的中心的掩模(没有示出)作为光强度调整装置,这样,可以调整与激光传送方向相垂直的截面的激光束光强度分布,使激光束中心区域的光强度不同于周边区域的光强度。
激光束施加装置,或图象记录/图象消去头的规格如下:
可能的激光输出范围:0.1W~40W
头部可动范围:没有限制
光点直径:0.18mm~10mm
扫描速度:最大为12000mm/秒
照射范围:没有限制。
振荡装置由例如激光振荡器10、光束扩展器2、扫描部件5和fθ透镜6构成。
为了获得高强度和高指向性的激光束,激光振荡器10是必要的。例如,在激光媒质的两侧配置反射镜,泵激该激光媒质(供给能量),通过增加激励状态的原子数,造成粒子数反转,从而产生诱发发射。选择性地放大仅仅在光轴方向振荡的光束,由此增加光的指向性,并从输出反射镜发射出激光束。
扫描部件5由电流计4和安装在每个电流计4上的反射镜4A构成。分别定向在X轴方向和Y轴方向的二个反射镜4A被配置,它们高速旋转,从而导致由激光振荡器10发出的激光束被应用到热可逆记录介质7上,以便进行图象的记录或消去。
所述fθ透镜6,是引起已经经过由安装到电流计4上的旋转反射镜4A反射的激光光束以等角速度传播、以恒定速度运动穿过热可逆记录介质7的表面的透镜。
电源控制部件由下列组成:(1)放电用电源(在CO2激光器的情况下)或激励激光媒质的激光光源的驱动电源(YAG激光等),(2)电流计的驱动电源,(3)Peltier元件等的冷却用电源,(4)对图象处理装置进行整体控制的控制部件,等。
程序部件是为了图象的记录和消去,通过触模板输入或键盘输入进行诸如激光束强度和激光扫描速度等条件的输入或者对将要记录的文字等进行制作和编辑的部件。
激光束照射装置,或者图象记录/消去用头部,被安置到图象处理装置。图象处理装置还配备有热可逆记录媒体的转移部件、该转移部件的控制部件、监视器(触模板)等。
利用本发明的图象处理方法和图象处理装置,高对比度图象可以高速地在热可逆记录媒体上反复记录或消去,而不涉及到接触,所述媒体例如贴在像纸板这样的容器上的标签,并且由反复的图象形成或消去操作引起的热可逆记录媒体的劣化可以被抑制。因此,本发明的图象处理方法和图象处理装置特别合适在物流/配送系统中使用。在这样的应用中,例如,可以在传送带传送纸板期间,在标签上形成图象或者从标签上消去图象,由此缩短出厂时间,因为不需要停止生产线。另外,已经贴上标签的纸板可以就这样被再次用来进行图象的消去和记录,而不需要剥下该标签。
另外,由于图象处理装置具有使激光束的光强度变化的光强度调整装置,可以有效地抑制由图象的反复记录和消去引起的热可逆记录媒体的劣化。
<图像记录和图像消除机理>
图像记录或图像消除的机理是两种类型:透明度依赖于温度而可逆变化的方式;和,色调依赖于温度而可逆变化的方式。
在上述情形中,在上述热可逆记录介质中的上述有机低分子在上述树脂中被以颗粒状态分散,透明度依赖于温度而以可逆方式在透明状态和混浊状态之间变化。
所述透明度的明显变化来自下面的现象:(1)澄清态中,由于在树脂基材料中分散的有机低分子量有机物质颗粒被紧密附着在所述树脂基材料,它们之间没有间隙,所以,一边的入射光不被散射地透射至另一侧;因此,所述介质看起来是透明的;和(2)在浑浊态时,另一方面,由于低分子量有机物质的颗粒形成它们的微晶体并在晶体之间的界面或低分子量有机物质颗粒和所述树脂基材料之间的界面存在间隙(空隙),从而一边的入射光发生折射并在所述空隙和所述晶体之间的界面或所述空隙和所述树脂颗粒之间的界面中发生散射;因此,所述介质看起来是白色的。
首先,在图13A中,显示出热可逆记录介质温度-透明度转化曲线的一个例子,所述热可逆记录介质含有由前述树脂制备的可逆热敏记录层(下面可以称为“记录层”),其中前述低分子量有机物质被分散。
所述记录层在例如室温T0或以下的温度下是浑浊不透明态(A)。当所述层被加热,其在温度T1下逐渐开始变得透明,当加热到T2-T3的温度范围时,其变成透明(B),并且即使其从透明(B)态再次返回室温T0或以下,其保持透明(D)。这可以被认为是基于下面的现象:在温度T1附近,树脂开始变软,并随着持续被软化而收缩,使该树脂颗粒和所述低分子量有机物质颗粒之间的界面的数量或所述颗粒内的空隙量减少,从而透明度逐渐增加;其间,在温度T2-T3下,所述低分子量有机物质为半熔融态并且通过用所述低分子量有机物质填充入剩余的空隙而变为透明,以及当残留的晶种被冷却时,它们在相对高的温度下结晶;并且因为此时所述树脂还处于软化状态,所以,所述树脂遵循与结晶有关的颗粒体积变化并且不产生空隙,从而维持澄清态。
当所述记录层被加热到T4或以上的温度,其变为半透明态(C)——最大透明度和最大不透明度之间的中间态。当温度降低,其回到最初的浑浊不透明状(A)而不再回到其澄清态。可以认为,这是因为在所述低分子量有机物质在温度T4或以上温度下完全熔融并在比T0稍高的温度下结晶之后,所述记录层处于过冷状态,而所述树脂不能遵循与结晶有关的颗粒体积变化而产生空隙。
然而,在图13A中所示的温度-透明度转化曲线中,在每一种状态下透明度可以根据树脂的类型、低分子量有机物质等而变化。
热可逆记录介质透明度的变化机理被示于图13B中,其中热可逆记录介质加热时以可逆的方式转变成透明(澄清)或浑浊。
在图13B中,一种长链低分子量颗粒及周围的聚合物(surrounding polymer)被拿出来,显示空隙如何随着加热和冷却而产生和消失。在浑浊态(A)中,在高分子量颗粒和低分子量颗粒之间(或颗粒内部)产生空隙,形成光散射态。当将所述颗粒加热至所述高分子量颗粒的软化点(Ts)以上的水平,所述空隙收缩并且透明度增加。当进一步加热至接近所述低分子量颗粒的熔点(Tm)的水平,该低分子量颗粒的一部分被熔融,其中基于熔融的低分子量颗粒的体积膨胀而使低分子量颗粒填充所述空隙并且从而空隙消失,导致透明态(B)。当在此其被冷却时,所述低分子量颗粒恰在熔点之下结晶,没有空隙产生,并且即使在室温下也维持澄清态(D)。
当将所述颗粒加热至所述低分子颗粒的熔点以上的水平,其导致熔融低分子量颗粒和周围的高分子量颗粒之间的折射率不同,导致半透明态(C)。当所述颗粒随后被冷却到室温,所述低分子量颗粒基于过冷现象,在高分子量颗粒的软化点以下的温度下经历结晶。因为此时所述高分子量颗粒处于玻璃态并且其不能遵循低分子量颗粒结晶产生的体积减小,因此,空隙产生,并且所述颗粒回到原来的浑浊态(A)。
在其中色调根据温度而可逆变化的后一种情况下,熔化前的低分子量有机物质相应于隐色染料和可逆显色剂(以下可以称为“显色剂”),而在熔化后但未结晶的低分子量有机物质相应于隐色染料和显色剂,并且色调在通过加热而以可逆的方式在澄清态和显色态之间变化。
图14A显示了热可逆记录介质的温度-显色密度转化曲线的一个例子,所述热可逆记录介质具有由树脂制备的可逆热敏记录层,其中隐色染料和显色剂被包含在内。图14B显示了热可逆记录介质通过加热以可逆方式变成透明或着色的机理。
首先,将处于消色态(A)的记录层加热,在熔融温度T1下熔融隐色染料和显色剂并混合在一起,并显色以及所述记录层处于熔融显色态(B)。当所述层被迅速冷却,其可以被冷却至室温同时处于熔融显色态(B),并且该熔融显色态(B)被稳定化,导致稳定的显色态(C)。是否成功得到该显色态取决于从熔融态的冷却速率;当所述层被逐渐冷却,在冷却过程中发生消色,并且其回到其原始的消色态(A)或比由迅速冷却产生的显色态(C)相对更低密度的状态。同时,当所述记录层再次从显色态(C)被加热,在比显色温度更低的温度T2下发生消色(从D到E),并且当其被冷却,所述记录层回到初始状态——消色态(A)。
通过熔融记录层的快速冷却而得到的发色态(C),是其中隐色染料和显色剂以分子可以互相接触而反应的方式被混合在一起的状态;通常情况下,发色态(C)处于固态。在该状态中,隐色染料和显色剂的熔融混合物(所述显色混合物)结晶以显色,并且显色被认为用该结构稳定化。另一方面,在消色态中,隐色染料合显色剂处于相分离状态。在该状态下,隐色染料和显色剂的至少一种的分子成簇而形成域(domain),或者结晶;因此,隐色染料和显色剂被认为通过附聚或结晶以稳定化的状态相互分离。在许多情况下,更完全的消色发生,原因在于隐色染料和显色剂的相分离以及显色剂的结晶。
在图14A中注意到,通过从熔融态逐渐冷却产生的消色和通过从显色态加热产生的消色都涉及在温度T2下的聚集分子的结构上的变化,从而导致显色剂的相分离和/或结晶。
因此,通过在具有由树脂制备而成的可逆热敏记录层——其中隐色染料和显色剂被包含在内——的热可逆记录介质上记录实心图像、条形码或类似,在这样的情况下产生迅速冷却态:在图像形成步骤中在激光折返部分和激光重叠部分的至少一个上没有不利影响,防止隐色染料从已经混合在一起的显色剂分离。以这种方式,认为显色态被维持。
(热可逆记录介质)
用在本发明的图像处理方法中的热可逆记录介质至少包括载体和可逆热敏记录层,并且如果需要,进一步包括另外的层例如保护层、中间层、下涂层、背层、光热转换层、粘合剂层、粘附层、着色层、空气层、和任选的合适选择的光反射层。这些层的每一个可以是单层结构或多层结构。
-载体-
载体的形状、结构和大小等没有特别的限制,并且可以根据目的选择。例如,载体形状是平板状,其结构可以是单层结构或多层结构,而其大小可以根据热可逆记录介质的大小等选择。
载体材料的例子包括无机材料和有机材料。
无机材料的例子包括玻璃、石英、硅、氧化硅、氧化铝、SiO2和金属等。
有机材料的例子包括纸;纤维素衍生物例如三乙酸纤维素;合成纸;膜例如聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯。
可以单独或结合使用这些无机材料和有机材料。其中,优选有机材料和膜,优选聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等,特别优选聚对苯二甲酸乙二醇酯。
为了改进涂层的粘结性,优选通过电晕放电处理、氧化反应处理(铬酸)、蚀刻处理、易粘结处理(easy-to-bond)、防静电处理对载体表面进行修饰。
也优选通过加入白色颜料如氧化钛使载体成为白色。
对支持体的厚度没有特别的限制,可以相应地设置,优选10μm~2000μm、更优选50μm~1000μm。
-可逆性热敏记录层-
可逆性热敏记录层(下文中称为“记录层”),包含在透明度或色调方面提供温度依赖性可逆变化的至少一种材料,根据需要,还含有其它成分。
在透明度或色调方面提供温度依赖性可逆变化的材料是这样的材料:其能够表现出可逆地产生可观察到的温度依赖性变化的现象,并且能够根据加热温度的差异和加热后冷却速度的差异,相对地变为着色状态或脱色状态。可观察到的变化可以被分为两个类型:颜色的变化和形状的变化。前一变化的原因是由于,例如,透过率、反射率、吸收波长、散射度和类似因素的变化。实际上,可逆性热敏记录介质依赖于这些因素的不同组合提供各种颜色变化。
在透明度或色调上提供温度依赖性可逆变化的材料,没有特别的限制,可以从本领域已知的材料中选择;例子包括,两种或更多种聚合物的混合材料,其根据所述聚合物之间的相容性而在透明态和浊态之间变化(参照日本特开61-258853号公报),利用液晶高分子的相变的材料(参照日本特开62-66990号公报),在比常温高的第一特定温度成为第一颜色状态、而在加热至比该第一特定温度还高的第二特定温度后冷却时成为第二颜色状态的材料。
在其中,特别优选在第一特定温度和第二特定温度之间提供颜色变化的材料,因为温度可以容易地控制,并且可以获得高的对比度。
例子包括,在比常温高的第一特定温度成为第一颜色状态、而在加热至比该第一特定温度还高的第二特定温度后冷却时成为第二颜色状态的材料,以及被进一步加热至比上述第二特定温度还高的第三特定温度或更高温度的材料。
这些材料的例子包括,在第一特定温度成为透明状态、在第二特定温度成为浊态的材料(参照日本特开55-154198号公报),在第二特定温度显色、在第一特定温度褪色的材料(参照日本特开04-224996号公报、特开04-247985号公报和特开4-267190号公报等),在第一特定温度成为浊态、在第二特定温度成为透明状态的材料(参照日本特开03-169590号公报),在第一特定温度呈黑、红和蓝等色、在第二特定温度褪色的材料(参照日本特开02-188293号公报和特开02-188294号公报等)。
含有树脂母材和分散于该树脂母材中的有机低分子量物质(例如,高级脂肪酸)的热可逆记录介质是有益的,因为第一和第二特定温度相对低,低能耗地进行图象形成或擦除成为可能。另外,因为颜色显现和消除的机理是依赖于树脂的固化和有机低分子量物质的结晶的物理变化,所以,该介质具有强的耐环境性。
另外,因为含有隐色染料和可逆性显色剂(两者均在下文描述)、在第二特定温度显色且在第一特定温度褪色的热可逆记录介质,可逆地表现出透明状态和生色状态,并且当它为生色状态时显示出黑、蓝和其它颜色,所以,可以得到高对比度图像。
在热可逆记录介质中的有机低分子量物质(被分散在树脂母材中、在第一特定温度成为透明状态且在第二特定温度成为浊态的物质)没有特别的限制,只要它是这样的物质,即,它在记录层中受热时其结构从多晶结构变化为单晶结构,因此可以被选择。一般,可以使用熔点为大约30℃~大约200℃的材料,熔点为50℃~150℃的材料是优选的。
这样的有机低分子量物质,没有特别的限制,因而可以被选择,例子包括烷醇、链烷二醇、卤烷醇或卤链烷二醇、烷基胺、链烷烃、链烯烃、链炔烃、卤链烷烃、卤链烯烃、卤链炔烃、环烷烃、环烯烃、环炔烃、饱和或不饱和的一元或二元羧酸和其酯、酰胺或铵盐,饱和或不饱和卤代脂肪酸和其酯、酰胺或铵盐,芳基羧酸和其酯、酰胺或铵盐,卤代烯丙基羧酸和其酯、酰胺或铵盐,硫醇,硫代羧酸和其酯、胺或铵盐,硫醇的羧酸酯。这些可以单独使用或组合使用。
这些化合物种类中的每一种中的碳原子数,优选为10~60、更优选10~38,最优选10~30。酯中的醇基团,可以是饱和或不饱和的,可以是卤代的。
例如,低分子量有机物质,在其分子中优选含有选自氧、氮、硫和卤的至少一种或一个部分,例如-OH、-COOH、-CONH-、-COOR、-NH-、-NH2、-S-、-S-S-、-O-和卤素原子。
更具体地,这些化合物的例子包括,高级脂肪酸例如月桂酸、十二烷酸、十四烷酸、十五烷酸、棕榈酸、硬脂酸、二十二烷酸、十九烷酸、arginic acid和油酸;高级脂肪酸的酯例如硬脂酸甲酯、硬脂酸十四烷酯、硬脂酸十八烷酯、月桂酸十八烷酯、棕榈酸十四烷酯、二十二烷酸十二烷酯。其中,对于在图像处理方法的第三个方面中使用的有机低分子量物质,优选高级脂肪酸,更优选具有16或更多个碳原子的高级脂肪酸,例如棕榈酸、硬脂酸、二十二烷酸和二十四烷酸等的,最优选具有16~24个碳原子的高级脂肪酸。
为了扩大可以使热可逆记录介质透明化的温度范围,可以适当组合使用上述的有机低分子量物质,或者可以组合使用所述有机低分子量物质和熔点不同于所述有机低分子量物质的其它材料。这些组合,公开在日本特开63-39378号、日本特开63-130380号公报和日本特许第2615200号公报等中,但不限于这些。
树脂基材形成一层,有机低分子量物质的颗粒均匀地分散并保持于其中,在最大透明度时对它的透明度赋予影响。因为这个原因,树脂基材优选透明性高、具有机械稳定性、和合适的成膜性能的的树脂。
对这样的树脂没有特别的限制,可以相应地选择,例子包括聚氯乙烯;氯乙烯共聚物如氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸共聚物、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物和聚偏1,1-二氯乙烯;1,1-二氯乙烯共聚物如1,1-二氯乙烯-氯乙烯共聚物和1,1-二氯乙烯-丙烯腈共聚物;聚酯;聚酰胺;聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯-甲基丙烯酸酯共聚物;硅树脂;和类似物质。这些物质可以单独使用或联合使用。
记录层中的、有机低分子物质和树脂(树脂基材料)的比例,以质量比、优选2∶1至1∶16左右,更优选1∶2至1∶8。
当有机低分子物质与树脂的比例为2∶1以下,在树脂基材料中形成保持有机低分子物质的膜是困难的,当其在1∶16以上时,因为有机低分子物质的量少,所以,难以使记录层不透明。
为了有利于透明图像的形成,除了有机低分子物质与树脂之外,可以向记录层中加入其它成分如高沸点溶剂、表面活性剂等。
对高沸点溶剂没有特别的限制,可以相应地选择,例子包括磷酸三丁酯、磷酸三-2-乙基己酯、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、油酸丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二庚酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二-2-乙基己酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二辛基癸酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸丁基卞酯、己二酸二丁酯、己二酸二正己酯、己二酸二-2-乙基己酯、壬二酸二-2-乙基己酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二-2-乙基己酯、二甘醇二苯甲酸酯、三甘醇二-2-乙基丁酸酯、乙酰蓖麻酸甲酯、乙酰蓖麻酸丁酯、丁基邻苯二甲酰基甘醇酸丁酯、乙酰基柠檬酸三丁酯等。
对表面活性剂和其它成分没有特别的限制,可以相应地选择,例子包括多元醇高级脂肪酸酯;多元醇高级烷基醚;多元醇高级脂肪酸酯、高级醇、高级烷基酚、高级脂肪酸高级烷基胺、高级脂肪酸酰胺、油脂和聚丙二醇的低级烯烃氧化物加成物;乙炔二醇(acetyleneglycol);高级烷基苯磺酸的Na、Ca、Ba或Mg盐;高级脂肪酸、芳香族羧酸、高级脂肪酸磺酸、芳香族磺酸、硫酸一酯或磷酸一酯或磷酸二酯的Ca、Ba或Mg盐;低度硫酸化油;聚长链烷基丙烯酸酯;丙烯酸类寡聚物;聚长链烷基甲基丙烯酸酯;含有长链烷基甲基丙烯酸酯-胺的单体的共聚物;苯乙烯-马来酸酐共聚物;和烯烃-马来酸酐共聚物。
记录层的制作方法没有特别的限制,可以相应地选择。例如,记录层可以如下制造:施用和干燥溶液,在所述溶液中溶解了两种成分,树脂基材料和有机低分子物质,或者施用和干燥分散液,所述液体是树脂基材料的溶液(溶剂是选自有机低分子物质中的至少一种在其中是不溶的溶剂),例如,其中有机低分子物质以颗粒状分散在载体上。
对制作记录层用的溶剂没有特别的限制,可以根据树脂基材料和有机低分子物质的种类适当选择,例子包括四氢呋喃、甲基乙基酮、甲基异丁酮、氯仿、四氯化碳、乙醇、甲苯和苯。另外,在使用分散液时,乙级使用溶液时,在得到的记录层中,有机低分子物质作为颗粒析出,以分散状态存在。
热可逆记录介质中的有机低分子物质包括隐色染料和可逆性显色剂,可以在第2预定温度着色、在第1预定温度脱色。
隐色染料本身是无色或浅色的染料前体。对隐色染料没有特别的限制,可以从公知的隐色染料中选择,例子包括无色化合物如三苯基甲烷2-苯并[c]呋喃酮类、三芳基甲烷、荧烷、吩噻嗪、thioferuolan、呫吨、吲哚邻苯二甲酰基、螺吡喃(spiropyran)、氮杂2-苯并[c]呋喃酮类、色烯吡唑、次甲基、若丹明苯胺基内酰胺、若丹明内酰胺、喹唑啉、二氮杂呫吨和双内酯。其中,在优异的着色脱色性能、色彩、保存稳定性等方面,特别优选荧烷类或2-苯并[c]呋喃酮基隐色染料。这些可以单独使用或联合使用。提供提供不同色调的层叠层,可以得到提供多多色和彩色的热可逆记录介质。
对可逆性显色剂没有特别的限制,只要其能够通过热可逆地着色和脱色即可,标签可以相应地选择。优选的例子包括具有选自下列的一个或多个结构的化合物,所述结构是(1)具有使隐色染料显色的功能的结构(例如,酚式羟基、羧酸基和磷酸基),和(2)其中在分子中,分子之间的粘合力受到控制的结构(长链烃基被连接的结构)。另外,在连接部位可以具有含有杂原子的2价或更多价的连接基团,在长链烃基中,可以含有相似的连接基团和芳香族基团中的至少任意1个。
对于(1)具有使隐色染料显色的功能的结构,特别优选酚。
对于(2)其中分子之间的粘合力受到控制的结构,优选碳原子数为8或以上的长链烃基,其中碳原子数更优选11或以上,碳原子数的上限优选40或以下,更优选30或以下。
在上述可逆性显色剂中,优选以下述通式(1)表示的酚化合物,更优选以下述通式(2)表示的酚化合物。
其中“R1”表示单键或碳原子数为1~24的脂族烃基,“R2”表示可以被取代并具有碳原子数为2或以上的脂族烃基,其中碳原子数优选5或以上,更优选10或以上;“R3”表示碳原子数为1至35的脂肪族烃基,其中碳原子数优选6~35,更优选8~35;这些脂肪族烃基可以是相同的或不同的。
“R1”、“R2”和“R3”中的碳原子数之和没有特别的限制,可以相应地选择,下限优选8或以下、更优选11或以下,上限优选40或以下、更优选35或以下。
当碳原子数的和是8以下时,着色稳定性和脱色能力可以被降低。
脂肪族烃基可以是直链或支链,并且可以含有不饱和键,然而,它们优选是直链。另外,与烃基结合的取代基的例子包括羟基、卤原子、烷氧基等。
“X”和“Y”可以相同或不同,每一个表示含有N原子或O原子的2价基团,具体例子包括氧原子、酰胺基、脲基、二酰肼基、草酸二酰胺基、和酰基脲基。其中,优选酰胺基和脲基。
n表示0~1的整数。
优选将显色剂(电子接受性化合物)与作为脱色促进剂的在分子中具有-NHCO-基和-OCONH-基之一的化合物联合应用。这是优选的,原因是在形成脱色状态的过程中,在脱色促进剂和可逆性显色剂之间诱导出分子之间的相互作用,从而改进着色和脱色。
对脱色促进剂没有特别的限制,可以根据意图的目的进行选择,优选的例子包括以下述通式(3)~(9)表示的化合物。
R1-NHCO-R2 通式3
R1-NHCO-R3-CONH-R2 通式4
R1-CONH-R3-NHCO-R2 通式5
R1-NHCOO-R2 通式6
R1-NHCOO-R3-OCONH-R2 通式7
R1-OCONH-R3-NHCOO-R2 通式8
其中“R1”、“R2”和“R4”各自表示碳原子数为7~22的直链烷基、支链烷基或不饱和烷基;“R3”表示碳原子数为1~10的亚甲基;“R5”表示碳原子数为4~10的3价官能团。
着色剂(color development agent)(电子供给性显色化合物)和显色剂(developer)(电子接受性化合物)的混合比例不能一概地规定,原因是合适的比例根据所使用的化合物的组合而变化,然而,以摩尔比计算,可逆性显色剂优选含有的着色剂和显色剂的比例是1∶0.1-20,更优选1∶0.2-10。如果显色剂的比例落入此优选范围之外,则导致着色密度差。
当添加消色促进剂时,相对安质量计100份的显色剂,其优选的加入量是0.1~300质量份、更优选是3~100质量份。注意,着色剂和显色剂在使用之前可以被包在微胶囊中。
在需要时,可以将多种粘合剂树脂加入可逆性记录层中,目的是改善或控制涂布性能或着色和脱色性能;这些添加剂的例子包括表面活性剂、增塑剂、导电剂、填充剂、抗氧化剂、光稳定剂、着色稳定剂和脱色促进剂。
对粘合剂树脂没有特别的限制,只要其能够将记录层结合到载体即可,一种或多种已知树脂可以适当地单独使用或联合使用。为了提高反复耐久性,优选使用能够由热或紫外线照射或电子线照射固化或硬化的树脂。特别优选将异氰酸酯类化合物作为交联剂使用的热固性树脂。热固性树脂的例子包括具有与交联剂反应的基团如羟基和/或羧基的树脂,和通过使具有烃基和/或羧基的单体与其它单体共聚而得到的树脂。这样的热固性树脂的例子包括苯氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、乙酸丙酸纤维素树脂、乙酰丁酸纤维素树脂、丙烯基多元醇树脂、聚酯多元醇树脂、和聚氨基甲酸酯多元醇树脂。其中,特别优选丙烯基多元醇树脂、聚酯多元醇树脂、和聚氨基甲酸酯多元醇树脂。
丙烯基多元醇树脂可以使用已知的溶液聚合法、悬浮聚合法、乳化聚合法等,用(甲基)丙烯酸酯单体和含有羧酸基的不饱和单体、含有羟基的不饱和单体和其它乙烯性不饱和单体制备。
含有羟基的不饱和单体包括丙烯酸羟乙酯(HEA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)、2-羟乙基甲基丙烯酸酯(HEMA)、2-羟丙基甲基丙烯酸酯(HPMA)、2-羟丁基单丙烯酸酯(2-HBA)、1-羟丁基单丙烯酸酯(1-HBA)和类似物质。其中,优选2-羟乙基甲基丙烯酸酯,因为当使用具有伯羟基的单体时,涂膜的抗龟裂性和涂层耐久性良好。
在记录层中,着色剂和粘合剂树脂的混合比例按摩尔计,优选1∶0.1~10。如果粘合剂树脂的比例过少,则使得记录层的热强度不足。如果粘合剂树脂的比例过多,则使得着色密度差。
对交联剂没有特别的限制,可以相应地选择,例子包括异氰酸酯类、氨基树脂、酚树脂、胺类、环氧化合物和类似物。其中,优选异氰酸酯类,特别优选具有多个异氰酸酯基团的聚异氰酸酯化合物。
异氰酸酯的例子包括六亚甲基二异氰酸酯(HDI);亚苄基二异氰酸酯(TDI);二甲苯基二异氰酸酯(XDI);由三羟甲基丙烷产生的其加合物、滴定物、和异氰脲酸酯;和嵌段异氰酸酯。
交联剂向粘合剂树脂的添加量优选地是,交联剂中的官能团数目与粘合剂树脂中的活性基团的数目的比例是0.01比2。
如果加入粘合剂树脂的交联剂的量过少以至于不能满足此范围,则使得热强度低,如果所述量过高以至于不能满足此范围,则使得对着色和脱色性能有相反的效应。
并且,在这种反应类型中应用的任何催化剂可以被用作交联促进剂。交联促进剂的例子包括叔胺类,例如1,4-二氮杂双环[2,2,2]辛烷和金属化合物,如有机锡化合物。
热固性树脂在热固化后的凝胶分数优选30%或以上、更优选50%或以上、最优选70%或以上。凝胶分数在30%以下可以引起交联状态差,这导致耐久性差。
通过在具有高溶解度的溶剂中浸渍膜,可以确定粘合剂树脂被固化(交联状态)或是未固化(非交联状态)。更具体地,非交联状态的粘合剂树脂在溶剂中溶解并且在溶质中不残留。
对可以包含在记录层中的其它成分没有特别的限制,可以相应地选择,例子包括表面活性剂和增塑剂,用于协助图像形成。
对表面活性剂没有特别的限制,可以相应地选择,例子包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、和两性表面活性剂。
对增塑剂没有特别的限制,可以相应地选择,例子包括磷酸酯、脂肪酸酯、邻苯二甲酸酯、二酸酯、乙二醇、聚酯类增塑剂、和环氧类增塑剂。
对于制备记录层的溶剂、涂布液的分散装置、记录层的涂布、干燥、硬化方法等,可以在上述背层中使用的已知溶剂和方法都可以应用。
注意,记录层用涂布液可以使用上述分散装置在溶剂中将相应的材料分散而制备,或者可以通过将各个充分溶解在合适的溶剂中来制备涂布液的组分并将它们合并在一起而制备。此外,通过加热溶解在涂布液中的成分可以通过迅速冷却或慢慢冷却而沉淀。
形成记录层的方法没有特别的限制,可以相应地选择。优选的例子包括(1)方法,其中用涂布液涂布载体,所述涂布液是通过在溶剂中使粘合剂树脂、供电子着色化合物和电子接受化合物溶解和/或在溶剂中分散得到的,随后将在使该混合物蒸发成为片状的同时或此后将其交联,(2)方法,其中用涂布液涂布载体,所述涂布液是通过在溶剂中仅使粘合剂树脂溶解和使供电子着色化合物和电子接受化合物在溶剂中分散得到的,随后将在使该混合物蒸发成为片状的同时或此后将其交联,(3)方法,其中将粘合剂树脂、供电子着色化合物和电子接受化合物加热并混合在一起,不使用任何溶剂,将在使该混合物蒸发成为片状和冷却后将其交联。也注意,在这些方法中,可以不使用任何载体而提供片状热可逆记录介质。
对在方法(1)或(2)中使用的溶剂没有特别的限制,可以相应地选择。虽然由于合适的溶剂根据粘合剂树脂、供电子着色化合物和电子接受化合物的类型不能一概地选择,然而,例子包括四氢呋喃、甲基乙基酮、甲基异丁酮、氯仿、四氯化碳、乙醇、甲苯、和苯。
电子接受化合物以分散颗粒的形式在记录层中存在。
为了使用于记录层的涂布液表现出作为涂层材料的涂布液的高性能,可以向用于记录层的涂布液中添加各种颜料、消泡剂、颜料、分散剂、增滑剂、防腐剂、交联剂、增塑剂等。
对形成记录层的方法没有特别的限制,可以相应地选择。记录层可以如下制备:运输连续卷状或切割的片状形式的载体,通过已知方法在其上施加涂布液,所述方法如刮涂、绕线棒控涂布法、喷涂、气刀涂布、波纹涂布(bead coating)、帘涂布、照相凹版涂布、接触涂布、逆辊涂布、浸渍涂布、模涂布或类似方法。
对记录层的涂布液的干燥条件没有特别的限制,可以相应地选择,例如,涂布液可以在室温~140℃干燥约10秒钟~10分钟。
对记录层的厚度没有特别的限制,可以相应地选择,例如,其优选1μm~20μm、更优选3μm~15μm。当记录层的厚度为1μm以下,由于着色密度降低,图像对比被降低,当厚度在20μm以上,热在层中大大扩展,因此出现达不到着色温度并且不着色的部分,并且可能达不到所需的着色密度。
在需要时,本发明的热可逆记录介质,在记录层以外,还可以包括适当选择的附加层、内涂层、背层、光热转换层、粘附层、粘结层、着色层、空气层、和/或光反射层。这些层中的每一层可以是单层结构或多层结构。
保护层
为了保护记录层,优选在该记录层上设置保护层。该保护层没有特别的限制,可以相应地选择,其可以形成多层;然而,其优选地被布置在最外表面上。
保护层含有至少粘合剂树脂,根据需要,还含有其它成分如填料、润滑剂、和/或着色颜料。
用于保护层的树脂,没有特别的限制,可以相应地选择,优选的例子包括UV-固化树脂、热固性树脂、和电子束固化树脂。其中,特别优选紫外线(UV)固化树脂、热固性树脂。
由于UV固化树脂在固化后可以形成非常硬的膜,并且可以抑制由物理接触引起的表面损坏和/或由激光加热引起的介质变形,所以,可以得到具有优异的反复耐久性的热可逆记录介质。
虽然相似的热固性树脂的硬化能力比UV固化树脂低,但它们可以硬化表面,并且可以提供具有优异的反复耐久性的热可逆记录介质。
对UV固化性树脂没有特别的限制,可以相应地从公知物的UV固化树脂中适当选择。例子包括氨基甲酸酯丙烯酸酯类、环氧丙烯酸酯类、聚酯丙烯酸酯类、聚醚丙烯酸酯类、乙烯基类、不饱和聚酯类的寡聚物;和各种单官能或多官能的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基酯、乙烯衍生物、烯丙基化合物和类似物的单体。其中,特别优选多官能团单体或四官能或以上的寡聚体。通过混合2种或更多种这些单体或寡聚体,可以适当调节树脂膜的硬度、收缩度、柔性、强度等。
为了使用紫外线照射使上述单体或寡聚体固化,必须使用光聚合引发剂和光聚合促进剂。
光聚合引发剂可以被广义地分类为自由基反应型和离子反应型,自由基反应型可以进一步被为光裂解型和夺氢型。
对光聚合引发剂,没有特别的限制,可以相应地选择,例子包括异丁基苯偶姻醚、异丙基苯偶姻醚、苯偶姻乙醚苯偶姻甲醚、1-苯基-1,2-丙二酮-2-(邻-乙氧基羰基)肟、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮苄基、羟基环己基苯基酮、二乙氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、二苯甲酮、氯噻吨酮、2-氯噻吨酮、异丙基噻吨酮、2-甲基噻吨酮、和氯取代二苯甲酮等。这些可以单独或联合使用。
对光聚合促进剂没有特别的限制,可以相应地选择。优选对夺氢型光聚合引发剂如二苯甲酮、噻吨等具有改进固化速度的作用的光聚合促进剂,例子包括芳香族叔胺和脂肪族胺。具体例子包括对-二甲基氨基苯甲酸异戊酯和对-二甲基氨基苯甲酸乙酯。这些可以单独或联合使用。
光聚合引发剂和上述光聚合促进剂的添加量没有特别的限制,可以相应地调整,相对于保护层中的树脂成分的总量,优选按质量计0.1%~20%、更优选按质量计1%~10%。
用于使紫外线固化树脂固化的紫外线照射,可以使用任何已知的紫外线照射装置进行,其例子包括配备有光源、灯具、电源、冷却装置、搬运装置(carrier device)等的装置。
光源的例子包括汞灯、金属卤化物灯、钾灯、汞氙灯、和闪光灯。从光源发出的光的波长没有特定限制,可以根据在上述热可逆记录介质的组分中含有的光聚合引发剂和光聚合促进剂的紫外线吸收波长适当选择。
对紫外线照射的条件,没有特别的限制,可以相应地设置,例如,可以根据用于交联树脂所需的照射能量,适当确定灯输出和光传播速度。
另外,为了改进介质的转移能力,可以向保护层中加入脱模剂(releasing agent)如含有可聚合基团的硅氧烷、硅氧烷接枝的聚合物、蜡、或硬脂酸锌,和/或润滑剂如硅氧烷油。这些试剂的添加量,相对保护层中树脂成分的总量,优选按质量计0.01%~50%,更优选按质量计0.1%~40%。这些试剂可以单独使用或联合使用。另外,为了去除静电,优选加入填料、更优选加入所需形状的导电性填料。
无机颜料的粒径优选0.01μm~10.0μm,更优选0.05μm~8.0μm。无机颜料的添加量,相对1份树脂,优选0.001份~2份,更优选0.005份~1份。
有机填料的例子包括硅氧烷树脂、纤维素树脂、环氧树脂、尼龙树脂、酚树脂、聚氨酯树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、聚乙烯树脂、甲醛类树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂。
对导电性填料,特别优选以搀杂锑的氧化锡包覆表面的氧化钛。
向保护层中,可以加入添加剂,如已知的表面活性剂、均化剂、和/或抗静电剂等。
对于热固性树脂,可以使用与记录层中应用的粘合剂树脂相似的树脂。
另外,还可以使用具有紫外线吸收结构的聚合物(在下文中可称为「紫外线吸收聚合物」)。
如本文所用,术语“具有紫外线吸收结构”是指在分子中具有紫外线吸收结构(例如紫外线可吸收基团)的聚合物。
紫外线吸收结构的例子包括水杨酸酯结构、氰基丙烯酸酯结构、苯并三唑结构、和二苯甲酮结构等,其中,在耐光性良好方面,特别优选苯并三唑结构、二苯甲酮结构。
具有紫外线吸收结构的聚合物,没有特别的限制,可以相应地选择,例子包括2-(2’-羟基-5’-甲基丙烯氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑和甲基丙烯酸2-羟乙酯和苯乙烯的共聚物、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三唑、甲基丙烯酸2-羟丙酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、甲基丙烯酸2-羟乙、和甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸叔丁酯的共聚物,和2,2,4,4-四羟基二苯甲酮、甲基丙烯酸2-羟丙酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丙酯的共聚物等。这些可以单独使用或联合使用。
热固性树脂优选被交联;因此,优选使用具有和如羟基、氨基和羧基的固化剂反应的基团的热固性树脂,特别优选具有羟基的聚合物。为了增强保护层的强度,热固性树脂优选的羟基值是10或以上、更优选是30或以上、最优选是40或以上,用于得到充分的涂覆膜强度。由于赋予了涂覆的膜充分的强度,即使在图像形成和擦除的多次循环之后,热可逆性记录介质的破坏也可以被抑制。
固化剂的优选例子包括与记录层中使用的固化剂相似的固化剂。
对于制备保护层的溶剂、保护层的涂布液的分散装置、保护层的涂布方法、干燥、硬化方法等,可以使用在记录层中使用的已知溶剂和方法。在使用紫外线固化树脂时,在施用和干燥保护层的涂布液之后,固化步骤是必需的。然而,紫外线照射装置、光源、照射条件等如上述。
保护层的厚度没有特别的限制,可以相应地调整,优选0.1μm~20μm、更优选0.5μm~10μm、最优选1.5μm~6μm。当厚度在0.1μm以下,就不能充分发挥作为热可逆记录介质保护层的功能,介质由于一定水平的循环之后的热易于破坏,这使得介质不能反复地使用。当厚度在20μm以上,使得不能向记录层——处于保护层下的层——传递足够的热量,这又使得由于热形成的图像印刷或擦去变得不可能。
中间层
优选地,中间层被布置在记录层和保护层之间,目的是改进记录层和保护层之间的粘结、防止记录层由于在其上施用保护层而破坏和防止保护层中的添加剂向记录层移动等,从而着色的图像的保存稳定性可以得到改进。
中间层含有至少粘合剂树脂,根据需要,还含有其它成分如填料、润滑剂、和/或着色颜料。
对中间层中的粘合剂树脂没有特别的限制,可以相应地选择,可以使用用于记录层的树脂、热塑性树脂、和热固性树脂。
粘合剂树脂的例子包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯、饱和聚酯、不饱和聚酯、环氧树脂、酚树脂、聚碳酸酯、和聚酰胺。
中间层中优选含有紫外线吸收剂。紫外线吸收剂可以是有机紫外线吸收剂或无机紫外线吸收剂。
有机紫外线吸收剂的例子包括苯并三唑基紫外线吸收剂、二苯甲酮基紫外线吸收剂、水杨酸酯基紫外线吸收剂、氰基丙烯酸酯基紫外线吸收剂、和肉桂酸酯基紫外线吸收剂。其中,优选苯并三唑基紫外线吸收剂。
在苯并三唑基紫外线吸收剂中,特别优选其中羟基被相邻的大体积官能基保护的苯并三唑基紫外线吸收剂,其特别优选的例子包括2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)-苯并三唑、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑、和2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑。而且,这些紫外线吸收骨架中的任意可以从共聚化的聚合物如丙烯酸树脂和苯乙烯树脂中悬垂出来。
有机紫外线吸收剂的含量,相对中间层的树脂成分的总量,优选为按质量计0.5%~10%。
无机紫外线吸收剂优选平均粒径为100nm或以下的金属类化合物颗粒,例子包括金属氧化物如氧化锌、氧化铟、氧化铝、二氧化硅、氧化锆、氧化锡、氧化铈、氧化铁、氧化锑、氧化钡、氧化钙、氧化铋、氧化镍、氧化镁、氧化铬、氧化锰、氧化钽、氧化铌、氧化钍、氧化铪、氧化钼、铁铁氧体(ferrous ferrite)、镍铁氧体(nickel ferrite)、钴铁氧体、钛酸钡、和钛酸钾或它们的复合氧化物,金属硫化物如硫化锌和硫化钡或其硫酸化合物,金属碳化物如碳化钛、碳化硅、碳化钼、碳化钨、和碳化钽,金属氮化物如氮化铝、氮化硅、氮化硼、氮化锆、氮化钒、氮化钛、氮化铌、和氮化镓。其中,优选金属氧化物的超细颗粒,更优选二氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化钛和氧化铈。另外,这些金属化合物的表面也可以以硅氧烷、蜡、有机硅烷或二氧化硅处理。
无机紫外线吸收剂的含量,以体积分数计,优选1%~95%。
无机紫外线吸收剂的含量优选按体积计1%-95%。有机类和无机类紫外线吸收剂可以包含在记录层中而不是包含在中间层中。
另外,可以使用紫外线吸收聚合物,也可以由交联剂来固化。可以采用在保护层中使用的紫外线吸收聚合物。
中间层的厚度没有特别的限制,可以相应地调整,优选0.1μm~20μm、更优选0.5μm~5μm。对于制备中间层的溶剂、用于中间层的涂布液的分散装置、中间层的涂布、干燥、硬化方法等,可以对保护层使用的已知溶剂和方法都可以应用。
下层(under layer)
为了有效地利用所施加的热、实现高灵敏度,改善载体和记录层之间的粘结性及防止记录层材料向载体的渗透,可以在记录层和载体之间布置下层。下层含有至少空心颗粒,并含有粘合剂树脂,根据需要还含有其它成分。
空心颗粒的例子包括在每一颗粒中具有一个空隙的单空心颗粒和在每一颗粒中具有多个空隙的多空心颗粒。这些颗粒可以单独使用或联合使用。
对空心颗粒的材料没有特别的限制,可以相应地选择,优选的例子包括热塑性树脂。
空心颗粒可以按需要制造,或者可以从市售商品购买。商业产品的例子包括Microsphere R-300(由Matsumoto Yushi-Saiyaku Co.,Ltd生产),Lopake HP1055和Lopake HP433J(由Zeon Corp生产)和SX866(由JSR Corp生产)。
空心颗粒在下层中的添加量,没有特别的限制,可以相应地调整,例如,优选按质量计10%~80%。
对于用于空心颗粒的粘合剂树脂,可以使用与用于制备记录层或含有具有紫外线吸收结构的聚合物的层相似的粘合剂树脂。
在下层中可以含有无机填料(例如,碳酸钙、碳酸镁、氧化钛、氧化硅、氢氧化铝、高岭土和滑石)和各种类型的有机填料中的至少1种。
在下层中可以含有其它的添加剂如润滑剂、表面活性剂、和/或分散剂。
下层的厚度没有特别的限制,可以相应地调整,优选0.1μm~50μm、更优选2μm~30μm、最优选12μm~24μm。
背衬层(back layer)
在本发明中,为了防止热可逆记录介质的卷曲和带电和改进运输能力,可以在载体上与布置记录层相反的一侧上布置背衬层。背衬层含有至少粘合剂树脂,根据需要,还含有其它成分如填料、导电性填料、润滑剂、和/或着色颜料。
用于背衬层的粘合剂树脂没有特别的限制,可以相应地调整,例子包括热固性树脂、紫外线(UV)固化性树脂、和电子束固化性树脂。其中,特别优选紫外线(UV)固化性树脂和热固性树脂。
与用于记录层、保护层和中间层相似的紫外线固化性树脂、热固性树脂、填料、导电性填料和润滑剂,可以适当地用于制备背衬层。
粘结层和粘附层(adhensive layer and sticking layer)
在载体上不形成记录层的一侧布置粘结层或粘附层,可以提供热可逆记录标记。可以用普通材料制备粘结层或粘附层。
用于粘结层或粘附层材料的具体例子包括但不限于尿素树脂、三聚氰胺树脂、酚树脂、环氧树脂、乙烯基乙酸酯树脂、醋酸乙烯酯-丙烯酸类共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯酸类树脂、聚乙烯基醚树脂、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚苯乙烯树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、氯化聚烯烃树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸酯共聚物、天然橡胶、氰基丙烯酸酯树脂和硅氧烷树脂。
用于粘结层和粘附层的材料可以是热熔类的。也可以使用剥离纸、或者其可以是无剥离纸类型。通过如上布置粘结层或粘附层,可以在其上难以形成记录层的厚基板如附有磁条的氯乙烯卡片的全部或部分表面贴合上述记录层。这改进了热可逆记录介质的便利性,例如,一部分磁记忆的信息可以被表示。
布置这种粘结层或粘附层的热可逆记录标记,对于厚的卡片如IC卡、光卡等适用。
当布置含有至少一种光热转换材料的光热转换层时,所述光热转换材料通常和树脂并用。在光热转换层中使用的树脂不受特定限制,可以相应地选自已知的树脂,只要它们能够保持上机类材料和有机类材料就可以,优选热塑性树脂和热固性树脂。
光热转换层具有吸收激光束和产生热的功能。,光热转换层的主要的材料可以被广义地分类为无机类材料和有机类材料。
无机类材料的例子包括碳黑,金属如Ge、Bi、In、Te、Se和Cr以及半金属或其合金,以真空蒸发法或以树脂或类似材料将颗粒材料结合在一起,使这些形成层。取决于光被吸收的波长,各种染料可以被适当地用作有机材料,当激光二极管作为光源时,可以使用在接近700nm~1500nm具有吸收峰的近红外吸收染料。具体例子包括花青染料、奎宁染料吲哚萘酚的喹啉衍生物、苯二胺基镍络合物和酞箐染料。为了反复进行印刷和擦除,优选选择耐热性优异的光热转换材料。
这些近红外吸收染料可以单独或联合包含在记录层中。此时,记录层也作为光热转换层。
着色层
为了改进可见度,可以在热可逆记录介质的载体和记录层之间布置着色层。
着色层可以如下形成:在目标表面上施用含有着色剂和粘合剂树脂的溶液或分散液、随后干燥,或者仅仅将着色的片贴合在目标表面上。
也可能提供带有彩色印刷层的热可逆记录介质。彩色印刷层中的着色剂的例子是在常规的彩色印刷中使用的彩色油墨中所含的各种类型的染料和颜料。
粘合剂树脂的例子包括多种热塑性树脂、热固性树脂、紫外线固化性树脂和电子束固化性树脂。
彩色印刷层的厚度没有特定限制,因为其可以根据印刷着色密度适当变化,厚度可以根据所需的印刷着色密度进行选择。
热可逆记录介质可以与非可逆性记录层并用。每个记录层的着色色调可以相同或不同。另外,在热可逆记录介质的记录层同一面的一部分或全部表面,或相对面的一部分,通过印刷如胶版印刷和凹版印刷或喷墨打印机、热电打印机(thermoelectric printer)、和热升华式印字机(dye sublimation printer)形成其上具有任意图样的着色层。而且,可以在着色层上的一部分表面或全部表面上布置以固化性树脂为主要成分的OP清漆层。图样的例子包括文字、花样、图案、照片、可以用红外线检出的信息。另外,也可以单纯地在构成的各层的任意层中添加染料或颜料而对其着色。
另外,在热可逆记录介质中,为安全目的,也可以使用全息照片。另外,为了赋予工业外观设计性,也可以浮雕形式、凹雕形式形成凹凸,设置设计如图、公司标志和标志符号。
热可逆记录介质可以相应地被加工为所希望的形状,例如,可以被加工为卡片状态、标签(tag)状态、标记(label)状态、片状和卷状。被加工为卡片状的热可逆记录介质,可以用于预付卡和计分卡等,还可以应用于信用卡。
此外,比卡片形式更小的标签状的热可逆记录介质,可以用于价格标签等,比卡片形式大的标签状的热可逆记录介质,可以在生产管理、运输说明书和票据中使用。标记状的热可逆记录介质可以被加工为各种大小,并通过与反复使用的卡车、集装箱(container)、箱、和大体积集装箱等等粘合,在生产管理或物品管理等中使用。另外,由于比卡片尺寸大的片状热可逆记录介质使得印刷范围更宽,所以,它适用于一般文件或生产管理用的说明书。
热可逆记录介质和热可逆记录构件RF-ID的组合的例子
本发明中应用的热可逆记录构件包括热可逆记录层(记录层)和布置(整合)在同一卡片或标签中的信息存储单元。仅观看卡片或标签而不需应用特定的装置就可以对信息进行检测,因此提供了优异的便利性。当信息存储单元的内容被改写时,热可逆记录部分上显示的内容被相应地改写。以此方式,热可逆记录介质可以被重复使用。
对信息存储单元没有特别的限制,可以相应地选择,优选的例子包括磁记录层、磁条、IC存储器、光学存储器、和RF-ID标签。当信息存储单元被用于生产管理和物品管理时,特别适用RF-ID标签。另外,RF-ID标签包括IC芯片和与该IC芯片连接的天线。
热可逆记录构件具有能够可逆表示的记录层和信息存储单元,信息存储单元的优选例子是RF-ID标签。
图15表示RF-ID标签85的示意图。RF-ID标签85包括IC芯片81和连接在该IC芯片81的天线。IC芯片81被分为4部分:存储部分、电源调整部分、发送部分和接收部分,每个部分承担一部分工作、进行通信。RF-ID标签85的天线和阅读器/记录器通过电波通信交换数据。具体地,存在两种类型的通信:电磁诱导系统,其中RF-ID85的天线接收来自阅读器/记录器的电波,由此由共振作用、通过电磁诱导,产生电驱动力;和由放射的电磁场激活的电波系统。在任一系统中,RF-ID标签85中的IC芯片81由外部的电磁场激活,芯片中的信息被转化成信号,所述信号随后从RF-ID标签85发出。信息被阅读器/记录器的天线获取,由数据处理装置识别并由软件处理。
RF-ID标签被加工为标记状或卡片状,RF-ID标签可以被放置在在热可逆记录介质上。RF-ID标签可以被放置在记录层或背衬层的表面,优选放置在背衬层的表面。可以用已知的粘合剂或粘接剂将RF-ID标签和热可逆记录介质粘合在一起。另外,可以以层压加工等将热可逆记录介质和RF-ID标签整合在一起,形成卡片状和标签状态。
热可逆记录介质和RF-ID标签在生产管理中任何组合的一个例子将被描述。含有所输送的原材料的集装箱被搬运的生产流水线配备有可视图像被非接触地写入被搬运的集装箱的显示部分的部件和可视图像被非接触地擦除的部件。此外,生产流水线配备有阅读器/记录器,用于进行非接触阅读和改写,这通过电磁波发送而阅读集装箱上粘附的RF-ID的信息而实现。另外,生产流水线也配备有根据被运输的集装箱的个别信息对分配流水线上的集装箱进行分选、称重和管理的控制装置,其中信息在集装箱上或从集装箱被写入和读出而不需用阅读器/记录器接触。
通过对粘附于集装箱的带RF-ID的热可逆记录介质中的信息如产品名称和数量进行记录,进行产品检测。在下一步骤中,给出指令以加工输送的原材料,将加工信息记录在热可逆记录介质和RF-ID标签中,从而得到加工指令,根据加工指令,原材料进入到加工步骤。随后,将发货信息记录在热可逆记录介质和RF-ID标签中,作为对加工产品的发货指令,在产品出厂后从回收的集装箱读取出厂信息,将集装箱和带有RF-ID的热可逆记录介质再次用于运输。此时,无需从集装箱剥离热可逆记录介质等就可以进行信息的擦除/印刷,因为在热可逆记录介质上的基于激光的非接触记录。而且,由于RF-ID也可以记录信息而不需接触,可以对工序进行实时管理,RF-ID标签中存储的信息可以同时表示在热可逆记录介质上。
根据本发明,可能解决前述的传统问题和提供信息处理方法和图像处理装置,其中以相同方向或交替方向被连续或随机地施加激光束,同时包括不连续的激光应用,由于图像擦除和图像形成,并且其中加工扫描方向中的激光束线的折回区域和/或重叠部分不用激光束照射,从而避免了高度热量的累积,因而增强了反复耐久性和可擦除能力并缩短了图像擦除时间。
实施例
参照实施例对本发明进行详细说明,但实施例不构成对本发明范围的限制。
(制造实施例1)
<热可逆记录介质的制造>
如下制造热可逆记录介质,所述介质提供了温度依赖性的色调(在透明状态和着色状态之间)的可逆变化。
-载体-
厚度为125μm的乳白色聚酯膜(TetronFilm U2L98W,由Teiiin Dupont Films JapanLtd.生产)被用作载体。
-下层-
将按质量计30份的苯乙烯-丁二烯共聚物(Nippon A&LInc.生产,PA-9159)、按质量计12份的聚乙烯醇树脂(Kuraray Co.,Ltd生产,Poval PVA103)、按质量计20份的空心颗粒(MatsumotoYushi-Seiyaku Co.,Ltd.生产,Microsphere R-300)和按质量计40份的水混合在一起,随后搅拌1小时至成为均匀状态,配制下层涂布液。
接着,用绕线棒控的方式,用得到的下层涂布液涂覆载体,在80℃加热2分钟并干燥,形成厚度20μm的下层。
-可逆性热敏记录层(记录层)-
使用球磨将5质量份的下述结构式(1)表示的可逆性显色剂、各0.5质量份的下述结构式(2)和(3)表示的2种不同的脱色促进剂中的每一种、10质量份的丙烯基多元醇的按质量计50%溶液(羟基值200)和80质量份的甲基乙基酮混合并分散到平均粒径约1μm。
(可逆性显色剂)
(脱色促进剂)
C17H35CONHC18H35结构式3
接着,向可逆性显色剂被分散的分散液中,加入1质量份作为隐色染料的2-苯胺基-3-甲基-6-二丁基氨基荧烷、0.2质量份的以下述结构式(4)表示的酚类抗氧化剂(Ciba Specialty ChemicalsK.K.生产,IRGANOX5655)和5质量份的异氰酸酯(Nippon PlyurethaneIndustry Co.,Ltd.生产,Colonate HL),充分搅拌,配制记录层用涂布液。
结构式4
接着,用绕线棒控的方式,用得到的记录层用涂布液涂覆其上已经形成了下层的载体,,使涂布液在100℃干燥2分钟后,在60℃进行24小时固化,形成厚度约11μm的记录层。
-中间层-
将3质量份的丙烯基多元醇树脂的按质量计50%的溶液(Mitsubishi Rayon Co.,Ltd.制造,LR327)、7质量份的按质量计30%的氧化锌分散液(Sumitomo Osaka Cement Co.,Ltd.生产,ZS303)、1.5质量份的异氰酸酯(Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.制造,Colonate HL)和7质量份的甲基乙基酮混合在一起,充分搅拌、配制中间层用涂布液。
接着,在已经形成了下层和记录层的支持体上,用绕线棒控的方式涂布上述中间层用涂布液,在90℃加热1分钟,干燥,在60℃再次加热2小时,形成厚度约2μm的中间层。
-保护层-
添加3质量份的季戊四醇六丙烯酸酯(Nippon Kayaku Co.,Ltd.生产、KAYARAD DPHA)、3质量份的氨基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物(Negami Chemical Industrial Co.,Ltd.生产,Art Resin UN-3320HA)、3质量份的二季戊四醇己内酯的丙烯酸酯(Nippon Kayaku Co.,Ltd(日本化药株式会社)生产、KAYARAD DPCA-120)、1质量份二氧化硅(Mizusawa Industrial Chemical,Ltd.生产的P526)、0.5质量份光聚合引发剂(Nihon Ciba-Geigy K.K.生产的184)和11质量份异丙醇混合在一起,并通过球磨机充分搅拌,直至平均颗粒直径变为大约3μm。通过这种方式,配制保护层涂布液。
其次,用所述保护层涂布液通过丝锭涂覆所述载体,在90℃加热1分钟,干燥并通过80W/cm的紫外灯交联,以形成约4μm厚的保护层,所述载体已经在其上形成所述底层、所述记录层和所述中间层。
-背层-
将7.5质量份季戊四醇六丙烯酸酯(Nippon Kayaku Co.,Ltd生产的KAYARAD DPHA)、2.5质量份聚氨酯丙烯酸酯寡聚物(NegamiChemical Industrial Co.,Ltd.生产的Art Resin UN-3320HA)、2.5质量份针状导电性二氧化钛(Ishihara Sangyo Kaisha,Ltd.生产的FT-3000、长轴=5.15μm、短轴=0.27μm,组成:锑搀杂氧化锡包覆的二氧化钛)、0.5质量份光聚合引发剂(Nihon Ciba-Geigy K.K.生产的Irgacure 184)和13质量份异丙醇混合在一起,并通过球磨机充分搅拌,以配制背层涂布液。
其次,用所述背层涂布液通过丝锭涂覆所述载体的表面——在其另一面上已经形成记录曾、中间层和保护层,在90℃加热1分钟,干燥并通过80W/cm的紫外灯交联,以形成约4μm厚的背层,以这种方式,制备实施例1的热可逆记录介质被制备。
(制备实施例2)
<热可逆记录介质的制备>
如下制备提供透明度(澄清态和混浊态之间)的温度依赖性可逆变化的热可逆记录介质。
-载体-
175μm厚的透明PET膜(Toray Industries,Inc.生产的Luminar 175-T12)被用作载体。
-可逆热敏记录层(记录层)-
在玻璃瓶中,在溶解在210质量份甲乙酮中的含26质量份氯乙烯类共聚物(Zeon Corp.生产的M110)的树脂溶液中,加入3质量份由下面的结构式(5)表示的低分子量有机物质和7质量份二十二烷酸二十二酯(docosyl benenate)。在玻璃瓶中加入直径2mm的陶瓷珠,随后使用涂料振动器(Asada Iron Works,Co.,Ltd.生产)分散处理48小时。以这种方式获得均匀的分散液。
其次,在得到的分散液中,添加4质量份异氰酸酯化合物(Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.生产的Colonate 2298-90T),配制热敏记录层溶液。
然后,用所获得的热敏记录层溶液涂布所述载体(具有磁记录层的PET膜粘合层),、加热并干燥。此后,使所述载体在65℃下保持24小时,以交联树脂,以此形成厚度10μm的热敏记录层。
-保护层-
使用由10质量份聚氨酯丙烯酸酯可紫外固化树脂的75%醋酸丁酯溶液(Dainippon Ink and Chemical,Inc.生产的Unidic C7-157)和10质量份异丙醇组成的溶液,通过丝锭涂覆所述热敏记录层,加热,干燥,然后通过以80W/cm的高压汞灯发射紫外线而固化,形成厚度约3μm的保护层。以这种方式,制备实施例2的热可逆记录介质。
(制备实施例3)
<热可逆记录介质的制备>
(实施例1)
使用装配有40W输出功率的CO2激光的激光打标机(lasermarker)(Sunx Ltd.生产的LP-440),在下面的激光条件下单激光光束扫过制备实施例1的热可逆记录介质:输出功率=7W、辐射距离=185mm、光斑直径=约0.2mm、以及扫描速度=2,000mm/s,在其上由单激光光束线形成字符图像。其次,改变激光输出至32W、辐射距离至224mm、光斑直径至约3mm、以及扫描速度至2,400mm/s。此后,如图3所示,114束激光光束以相同的方向、以它们之间0.6mm的间隔线性地扫过110mm×70mm的区域。其成功完全擦除所述图像,并且其花费6.3秒来消除图像。
重复该图像记录和图像擦除的次序300次;其成功记录和擦除图像而未曾失败。
(实施例2)
使用实施例1的激光打标机,单激光光束扫过制备实施例1的热可逆记录介质,以在其上记录如实施例1由单激光光束线形成的字符图像。随后,将激光输出设定为32W、辐射距离为224mm、光斑直径约3mm、扫描速度为2,400mm/s以及预扫描时间(镜式扫描时间)为1毫秒,并且如图4所示,114束激光光束以相同方向、以它们之间0.6mm的间隔线性地扫过110mm×70mm的区域。结果,其成功完全擦除所述图像,并且其花费6.6秒来消除图像。
重复该图像记录和图像擦除的次序300次;其成功记录和擦除图像而未曾失败。
(实施例3)
使用实施例1的激光打标机,单激光光束扫过制备实施例1的热可逆记录介质,以在其上记录如实施例1由单激光光束线形成的字符图像。随后,将激光输出设定为32W、辐射距离为224mm、光斑直径约3mm、扫描速度为2,400mm/s以及预扫描时间为3毫秒,并且如图5所示,114束激光光束以交替方向、以它们之间0.6mm的间隔线性地扫过110mm×70mm的区域。结果,其成功完全擦除所述图像,并且其花费5.9秒来消除图像。
重复该图像记录和图像擦除的次序300次;其成功记录和擦除图像而未曾失败。
(实施例4)
使用实施例1的激光打标机,单激光光束扫过制备实施例1的热可逆记录介质,以在其上记录如实施例1由单激光光束线形成的字符图像。随后,将激光输出设定为32W、辐射距离为224mm、光斑直径约3mm以及扫描速度为2,300mm/s,并且如图6所示,114束激光光束以图4所示的顺序——以使相邻光束之间的间隔为0.6mm——扫过110mm×70mm的区域。结果,其成功完全擦除所述图像,并且其花费5.5秒来消除图像。
重复该图像记录和图像擦除的次序300次;其成功记录和擦除图像而未曾失败。
(实施例5)
使用实施例1的激光打标机,单激光光束扫过制备实施例1的热可逆记录介质,以在其上记录如实施例1由单激光光束线形成的字符图像。随后,将激光输出设定为32W、辐射距离为224mm、光斑直径约3mm以及扫描速度为2,400mm/s以及预扫描时间(镜式扫描时间)为2毫秒,并且如图7所示,114束激光光束以图5所示的顺序、以它们之间0.6mm的间隔扫过110mm×70mm的区域。结果,其成功完全擦除所述图像,并且其花费5.7秒来消除图像。
重复该图像记录和图像擦除的次序300次;其成功记录和擦除图像而未曾失败。
(实施例6)
在实施例1的激光打标机中,设定激光输出为7W、辐射距离为185mm、光斑直径约0.2mm以及扫描速度为2,000mm/s之后,50束激光光束以相同方向、以如图3所示的它们之间0.16mm的间隔线性地扫过制备实施例1的热可逆记录介质,在其上记录8mm×8mm的实心图像。随后,在实施例4的条件下进行图像擦除。结果,其成功完全擦除所述图像,并且其花费5.5秒来消除图像。
重复该图像记录和图像擦除的次序100次;其成功记录和擦除图像而未曾失败。
(实施例7)
在实施例1的激光打标机中,设定激光输出为7W、辐射距离为185mm、光斑直径约0.2mm、扫描速度为2,000mm/s以及预扫描时间为0.5毫秒之后,50束激光光束以相同方向、以如图4所示的它们之间0.16mm的间隔线性地扫过制备实施例1的热可逆记录介质,在其上记录8mm×8mm的实心图像。随后,在实施例4的条件下进行图像擦除。结果,其成功完全擦除所述图像,并且其花费5.5秒来消除图像。
重复该图像记录和图像擦除的次序300次;其成功记录和擦除图像而未曾失败。
(实施例8)
在实施例1的激光打标机中,设定激光输出为7W、辐射距离为185mm、光斑直径约0.2mm、扫描速度为2,000mm/s以及预扫描时间为0.5毫秒之后,50束激光光束以交替方向、以如图5所示的它们之间0.16mm的间隔线性地扫过制备实施例1的热可逆记录介质,在其上记录8mm×8mm的实心图像。随后,在实施例4的条件下进行图像擦除。结果,其成功完全擦除所述图像,并且其花费5.5秒来消除图像。
重复该图像记录和图像擦除的次序;其成功记录和擦除图像而未失败,可达50个循环。
(实施例9)
在实施例1的激光打标机中,设定激光输出为7W、辐射距离为185mm、光斑直径约0.2mm以及扫描速度为2,000mm/s之后,50束激光光束以图6所示顺序、以它们之间0.16mm的间隔线性地扫过制备实施例1的热可逆记录介质,在其上记录8mm×8mm的实心图像。随后,在实施例4的条件下进行图像擦除。结果,其成功完全擦除所述图像,并且其花费5.5秒来消除图像。
重复该图像记录和图像擦除的次序100次;其成功记录和擦除图像而未曾失败。
(实施例10)
在实施例1的激光打标机中,设定激光输出为7W、辐射距离为185mm、光斑直径约0.2mm、扫描速度为2,000mm/s以及预扫描时间为0.5毫秒之后,50束激光光束以图7所示顺序、以它们之间0.16mm的间隔线性地扫过制备实施例1的热可逆记录介质,在其上记录8mm×8mm的实心图像。随后,在实施例4的条件下进行图像擦除。结果,其成功完全擦除所述图像,并且其花费5.5秒来消除图像。
重复该图像记录和图像擦除的次序300次;其成功记录和擦除图像而未曾失败。
(实施例11)
使用实施例1的激光打标机,单激光光束扫过制备实施例1的热可逆记录介质,以在其上记录如实施例1由单激光光束线形成的字符图像。随后,将激光输出设定为32W、辐射距离为224mm、光斑直径约3mm以及扫描速度为2,300mm/s,并且114束激光光束以图8所示的顺序、以它们之间0.6mm的间隔扫过110mm×70mm的区域。结果,其成功完全擦除所述图像,并且其花费6.3秒来消除图像。
重复该图像记录和图像擦除的次序300次;其成功记录和擦除图像而未曾失败。
(实施例12)
使用实施例1的激光打标机,单激光光束扫过制备实施例1的热可逆记录介质,以在其上记录如实施例1由单激光光束线形成的字符图像。随后,将激光输出设定为32W、辐射距离为224mm、光斑直径约3mm、扫描速度为2,400mm/s以及预扫描时间为1毫秒,并且114束激光光束以图9所示的顺序、以它们之间0.6mm的间隔扫过110mm×70mm的区域。结果,其成功完全擦除所述图像,并且其花费6.6秒来消除图像。
重复该图像记录和图像擦除的次序300次;其成功记录和擦除图像而未曾失败。
(实施例13)
在实施例1的激光打标机中,设定激光输出为7W、辐射距离为185mm、光斑直径约0.2mm以及扫描速度为2,000mm/s之后,50束激光光束以图8所示顺序、以它们之间0.16mm的间隔扫过制备实施例1的热可逆记录介质,在其上记录8mm×8mm的实心图像。随后,在实施例4的条件下进行图像擦除。结果,其成功完全擦除所述图像,并且其花费5.5秒来消除图像。
重复该图像记录和图像擦除的次序200次;其成功记录和擦除图像而未曾失败。
(实施例14)
在实施例1的激光打标机中,设定激光输出为7W、辐射距离为185mm、光斑直径约0.2mm以及扫描速度为2,000mm/s之后,50束激光光束以图9所示顺序、以它们之间0.16mm的间隔扫过制备实施例1的热可逆记录介质,在其上记录8mm×8mm的实心图像。随后,在实施例4的条件下进行图像擦除。结果,其成功完全擦除所述图像,并且其花费5.5秒来消除图像。
重复该图像记录和图像擦除的次序300次;其成功记录和擦除图像而未曾失败。
(比较实施例1)
使用实施例1的激光打标机,单激光光束扫过制备实施例1的热可逆记录介质,以在其上记录如实施例1由单激光光束线形成的字符图像。随后,将激光输出设定为11W、辐射距离为224mm、光斑直径约3mm以及扫描速度为800mm/s,并且如图2所示,114束激光光束以交替方向、以它们之间0.6mm的间隔线性地扫过110mm×70mm的区域。结果,其成功完全擦除所述图像。
在上述条件下重复该图像记录和图像擦除的次序,并且完全记录和擦除图像可能达到50个循环,但花费15.5秒来消除该点图像。
(比较实施例2)
使用实施例1的激光打标机,单激光光束扫过制备实施例1的热可逆记录介质,以在其上记录如实施例1的字符图像。随后,将激光输出设定为11W、辐射距离为224mm、光斑直径约3mm以及扫描速度为800mm/s,并且如图1所示,114束激光光束以交替方向、以它们之间0.6mm的间隔线性地扫过110mm×70mm的区域。结果,其成功完全擦除所述图像,但花费15.7秒来消除图像。
在上述条件下重复该图像记录和图像擦除的次序;然而,在20个循环后,其导致图像擦除后产生明显的图像痕迹,导致无法继续完全的图像擦除。
(比较实施例3)
在实施例1的激光打标机中,设定激光输出为7W、辐射距离为185mm、光斑直径约0.2mm以及扫描速度为2,000mm/s之后,50束激光光束以交替方向、以如图2所示的它们之间0.16mm的间隔线性地扫过制备实施例1的热可逆记录介质,在其上记录8mm×8mm的实心图像。随后,在比较实施例1的条件下如在比较实施例1中进行图像擦除。结果,其成功完全擦除所述图像,但花费15.5秒来消除图像。
在上述条件下重复该图像记录和图像擦除的次序;然而,在10个循环后,其导致图像擦除后产生明显的图像痕迹,导致无法继续完全的图像擦除。
(比较实施例4)
在实施例1的激光打标机中,设定激光输出为7W、辐射距离为185mm、光斑直径约0.2mm以及扫描速度为2,000mm/s之后,50束激光光束以交替方向、以如图1所示的它们之间0.16mm的间隔线性地扫过制备实施例1的热可逆记录介质,在其上记录8mm×8mm的实心图像。随后,在比较实施例2的条件下如在比较实施例2中进行图像擦除。结果,其成功完全擦除所述图像,但花费15.7秒来消除图像。
在上述条件下重复该图像记录和图像擦除的次序;然而,在10个循环后,其导致图像擦除后产生明显的图像痕迹,导致无法继续完全的图像擦除。。
(比较实施例5)
在实施例1的激光打标机中,设定激光输出为5.5W、辐射距离为185mm、光斑直径约0.2mm以及扫描速度为2,000mm/s之后,激光光束以交替方向、以如图1所示的它们之间0.16mm的间隔线性地扫过制备实施例2的热可逆记录介质,在其上记录8mm×8mm的实心图像。随后,设定激光输出为8.5W、辐射距离为224mm、光斑直径约3mm以及扫描速度为800mm/s,并且如图1所示,激光光束以交替方向、以它们之间0.6mm的间隔线性地扫过110mm×70mm的区域。结果,其成功完全擦除所述图像,但花费15.5秒来消除图像。
在上述条件下重复该图像记录和图像擦除的次序;然而,在10个循环后,其导致图像擦除后产生明显的图像痕迹,导致无法继续完全的图像擦除。
(实施例15-34)
如表1所示,组合实施例1-14的图像记录和擦除条件,并且进行图像记录操作、擦除操作和循环试验。结果在表1中给出。比较实施例1-5的结果在表2中给出。
【表1】
- | 所使用的图像记录条件 | 所使用的图像擦除条件 | 擦除时间 | 循环试验 |
实施例1 | 实施例1 | 实施例1 | 6.3秒 | A |
实施例2 | 实施例1 | 实施例2 | 6.6秒 | A |
实施例3 | 实施例1 | 实施例3 | 5.9秒 | A |
实施例4 | 实施例1 | 实施例4 | 5.5秒 | A |
实施例5 | 实施例1 | 实施例5 | 5.7秒 | A |
实施例6 | 实施例6 | 实施例4 | 5.5秒 | B |
实施例7 | 实施例7 | 实施例4 | 5.5秒 | A |
实施例8 | 实施例8 | 实施例4 | 5.5秒 | C |
实施例9 | 实施例9 | 实施例4 | 5.5秒 | B |
实施例10 | 实施例10 | 实施例4 | 5.5秒 | A |
实施例11 | 实施例1 | 实施例11 | 6.3秒 | A |
实施例12 | 实施例1 | 实施例12 | 6.6秒 | A |
实施例13 | 实施例13 | 实施例4 | 5.5秒 | B |
实施例14 | 实施例14 | 实施例4 | 5.5秒 | A |
实施例15 | 实施例6 | 实施例1 | 6.3秒 | B |
实施例16 | 实施例6 | 实施例2 | 6.6秒 | B |
实施例17 | 实施例6 | 实施例3 | 5.9秒 | B |
实施例18 | 实施例6 | 实施例5 | 5.7秒 | B |
实施例19 | 实施例7 | 实施例1 | 6.3秒 | A |
实施例20 | 实施例7 | 实施例2 | 6.6秒 | A |
实施例21 | 实施例7 | 实施例3 | 5.9秒 | A |
实施例22 | 实施例7 | 实施例5 | 5.7秒 | A |
实施例23 | 实施例8 | 实施例1 | 6.3秒 | C |
实施例24 | 实施例8 | 实施例2 | 6.6秒 | C |
实施例25 | 实施例8 | 实施例3 | 5.9秒 | C |
实施例26 | 实施例8 | 实施例5 | 5.7秒 | C |
实施例27 | 实施例9 | 实施例1 | 6.3秒 | B |
实施例28 | 实施例9 | 实施例2 | 6.6秒 | B |
实施例29 | 实施例9 | 实施例3 | 5.9秒 | B |
实施例30 | 实施例9 | 实施例5 | 5.7秒 | B |
实施例31 | 实施例10 | 实施例1 | 6.3秒 | A |
实施例32 | 实施例10 | 实施例2 | 6.6秒 | A |
实施例33 | 实施例10 | 实施例3 | 5.9秒 | A |
实施例34 | 实施例10 | 实施例5 | 5.7秒 | A |
【表2】
所使用的图像记录条件 | 所使用的图像消除条件 | 擦除时间 | 循环试验 | |
比较实施例1 | 实施例1 | 比较实施例1 | 15.5秒 | C |
比较实施例2 | 实施例1 | 比较实施例2 | 15.7秒 | D |
比较实施例3 | 比较实施例3 | 比较实施例1 | 15.5秒 | D |
比较实施例4 | 比较实施例4 | 比较实施例2 | 15.7秒 | D |
比较实施例5 | 比较实施例5 | 比较实施例5 | 15.5秒 | D |
〔循环试验评价标准〕
A:即使在300个图像记录/擦除循环之后,完全的图像记录/擦除是可能的。
B:在100-299个图像记录/擦除循环之后,完全的图像记录/擦除是可能的。
C:在40-99个图像记录/擦除循环之后,完全的图像记录/擦除是可能的。
D:在39次或更少图像记录/擦除循环之后,难以获得完全的图像记录/擦除。
从表1和表2给出的结果可知,在实施例1-34中,成功达到短时间的图像擦除和相对优良的循环寿命,并且成功达到短时间的图像擦除和显著优良的循环寿命,尤其是结合实施例7、9、10、22和34中采用的图像记录条件和图像擦除条件。
(实施例35)
在实施例1的激光打标机中,设定激光输出为5.5W、辐射距离为185mm、光斑直径约0.2mm以及扫描速度为2,000mm/s之后,50束激光光束以如图3所示以相同方向、以它们之间0.16mm的间隔线性地扫过制备实施例2的热可逆记录介质,在其上记录8mm×8mm的实心图像。随后,设定激光输出为19W、辐射距离为224mm、光斑直径约3mm以及扫描速度为2400mm/s,并且如图3所示,激光光束以相同方向、以它们之间0.6mm的间隔线性地扫过110mm×70mm的区域。结果,其成功完全擦除所述图像,并花费6.3秒来消除图像。
在上述条件下重复该图像记录和图像擦除的次序100次;其成功记录和擦除图像而未曾失败。
(实施例36)
使用实施例1的激光打标机,如实施例9在制备实施例1的热可逆记录介质上记录实心图像。随后,将激光输出设定为11W、辐射距离为224mm、光斑直径约3mm以及扫描速度为800mm/s,并且如图2所示,114束激光光束以交替方向、以它们之间0.6mm的间隔线性地扫过110mm×70mm的区域。结果,其成功完全擦除所述图像,但花费15.5秒来消除图像。
重复该图像记录和图像擦除的次序;其成功记录和擦除图像而未失败可达50个循环。
(实施例37)
准备装配有具有40W输出功率的CO2激光源的LPP-400(Sunx Ltd.生产),作为激光打标机,其中在激光光束的光路中放置遮盖物,以正交插入该激光光中心。所述激光源被如此构造,以致于在光束横截面中激光光束的光强分布中,中心区的光强为外周区的光强的一半。随后,在设定激光输出为12W、辐射距离为224mm、光斑直径约0.2mm以及扫描速度为1,000mm/s之后,50束激光光束如图3所示以相同方向、以它们之间0.16mm的间隔线性地扫过制备实施例1的热可逆记录介质,在其上记录8mm×8mm的实心图像。在设定激光输出为12W、辐射距离为224mm、光斑直径约3mm以及扫描速度为1,000mm/s,154束激光光束如图3所示以相同方向、以它们之间0.45mm的间隔线性地扫过110mm×70mm的区域。结果,其成功完全擦除所述图像。
在上述条件下重复该图像记录和图像擦除的次序300次;其成功记录和擦除图像而未曾失败。
(实施例38)
准备光纤耦合、高输出半导体激光设备(Jenoptik Laserdiode生产的NBT-S140mkII,中心波长:808nm,光纤芯径:600μm,NA:0.22)作为激光,其具有140W的激光输出,装配有聚焦光学系统f100。设定激光输出为12W、辐射距离为91.4mm、光斑直径约0.6mm。在1200mm/s的二维载物台(XY stage)送入速度下,16束激光光束以如图6所示顺序、以它们之间0.5mm的间隔扫过制备实施例3的热可逆记录介质,从而形成均一的8mm×8mm的实心图像。
用激光光束分析仪(laser beam profiler)BeamOn(DumaOptronics Ltd.生产)测量激光光束在其沿着与光束运动方向基本上正交的横截面中的光强分布,并获得在图17中所示的光强分布曲线。而且,通过对该光强分布曲线进行1阶微分(X′)和2阶微分(X″),获得显示在图10B中的微分曲线。通过图10B中的曲线图确立,中心区的光强为外周区光强的1.05倍。
随后,使用上述激光装置——其中激光输出、辐射距离和光斑直径分别设定为15W、86mm和3.0mm,通过在1200mm/s的二维载物台送入速度下,以在图6中所示的顺序使114束激光光束扫过所述热可逆记录介质的110mm×70mm的区域,而擦除在所述热可逆记录介质上产生的图像。
此时,类似地,用激光光束分析仪BeamOn(Duma OptronicsLtd.生产)测量激光光束在其沿着与光束运动方向基本上正交的横截面中的光强分布,并获得在图18中所示的光强分布曲线。而且,通过对该光强分布曲线进行1阶微分(X′)和2阶微分(X″),获得显示在图10D中的微分曲线。通过图10D中的曲线图确立,中心区的光强为外周区光强的0.6倍。
在上述条件下重复该图像记录和图像擦除的次序100次;其成功记录和擦除图像而未曾失败。
(实施例39)
使用实施例1的激光打标机,如实施例9在制备实施例1的热可逆记录介质上记录实心图像。随后,使用热梯度试验仪(TOYOSEIKICO.,LTD生产的TYPE HG-100),在1kgf/cm2的压力下,于140℃加热1秒钟。以这种方式,实心图像被擦除。
在上述条件下重复该图像记录和图像擦除的次序100次;其成功记录和擦除图像而未曾失败。
(实施例40)
在实施例1的激光打标机中,设定激光输出为7W、辐射距离为185mm、光斑直径约0.2mm以及扫描速度为2,000mm/s之后,50束激光光束以如图19所示顺序、以它们之间0.16mm的间隔扫过制备实施例1的热可逆记录介质,在其上记录8mm×8mm的实心图像。随后,设定激光输出为32W、辐射距离为224mm、光斑直径约3mm以及扫描速度为2400mm/s,并且如图19所示,激光光束以相同方向、以它们之间0.6mm的间隔线性地扫过110mm×70mm的区域。结果,其成功完全擦除所述图像,并花费6.3秒来消除图像。
在上述条件下重复该图像记录和图像擦除的次序100次;其成功记录和擦除图像而未曾失败。
(实施例41)
<用作标签(label)的实施例>
在制备实施例1的<热可逆记录介质的制备>部分所使用的载体上,依次涂布所述制备实施例1的底层和所述记录层。
随后,将以下面的方式制备的、含具有UV-吸收结构的聚合物的层的涂布液通过丝锭的方式施用在底层和记录层涂覆的载体上,于90℃干燥1分钟,并在50℃加热24小时,形成含具有UV-吸收结构的聚合物的2mm厚的层,或中间层。
-含具有UV-吸收结构的聚合物的层(中间层)涂布液的配制-
用球磨机充分搅拌由20质量份按质量计40%的UV吸收聚合物的溶液(Otsuka Chemical Co.,Ltd.生产的PUVA-60MK-40K,羟值:60)、3.2质量份二异氰酸二甲苯酯(Mitsui Chemicals Polyurethanes,Inc.生产的D-110N)和23质量份甲乙酮(MEK)组成的组合物,以配制含具有UV吸收结构的聚合物的层的涂布液。
其次,在<热可逆记录介质的制备>部分所使用的保护层涂布液,被施用于制备实施例1的中间层上,以形成4μm的保护层。
将以下述方式制备的粘着层(sticking layer)涂布液通过丝锭的方式施用在所述载体的表面——在该表面上未提供前述的底层、记录层、中间层和保护层,随后于90℃干燥2分钟,形成约2μm厚的粘着层。以这种方式,制造出热可逆记录标签。
-粘着层用涂布液的配制-
充分搅拌由50质量份丙烯酸粘合剂(Toyo Ink MFG.Co.,Ltd.生产的BPS-1109)和2质量份异氰酸酯(Mitsui ChemicalsPolyurethanes Inc.生产的D-170N)组成的组合物,配制粘着层用涂布液。
将上面制备的热可逆记录标签切成120mm×80mm的小片,使其粘合到塑料箱。然后,以类似于实施例1-14所描述的那些方式,将图像记录在所述标签上并从所述标签擦除。成功进行完全的图像记录和擦除。
(实施例42)
-用作标签(tag)或标牌(sign)的实施例-
在制备实施例1的<热可逆记录介质的制备>部分中使用的载体上,依次施用制备实施例1中制备的记录层、中间层和保护层,以产生上表面片(top surface sheet)。而且,制备实施例1的<热可逆记录介质的制备>部分中使用的载体上,仅仅制备实施例1中制备的背层被施用,产生底表面片(bottom surface sheet)。每一片被切成210mm×85mm的小片,并且在它们之间插入RF-ID引入线(RF-ID inlet)(DSMNutritional Products生产)和作为引入线周围衬垫的PETG片(MitsubishiPlastics,Inc.生产)。此后,用粘合带(Nitto Denko Corporation生产)将所述小片粘合。以这种方式制造500μm厚的含RF-ID的热可逆记录标签。
将如此制造的含RF-ID的热可逆标签贴合在塑料箱上,并如实施例1-14,进行图像记录和图像擦除。成功进行完全的图像记录和擦除。
本发明的优选实施例已经在上面详细叙述。然而,本发明不具体限定于这些实施例的范围内,并且可以作出其各种变换和修改而不背离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。
本发明的图像处理方法和图像处理装置能够在热可逆记录介质上或通过热可逆记录介质高速、反复记录和擦除高对比图像而不包括任何接触,以及能够防止由于反复使用导致的所述热可逆记录介质的老化。因此,本发明的图像处理方法和图像处理装置可被用于例如入场券、冷冻食品容器、工业制品、各类试剂容器的标签、物流管理应用和制造工艺管理的大监视器或显示器,并且特别适合用于物流/配送系统和工厂内的工艺管理系统等。
Claims (27)
1.一种图像处理方法,其包含:
通过在热可逆记录介质上应用激光光束而加热所述热可逆记录介质,从而在所述热可逆记录介质上记录图像,所述图像是由多数个激光光束线形成的;
其中,在激光扫描期间,所述激光光束是以预定距离平行掠过所述介质,所述激光光束是以同一方向被施加的,并且所述激光扫描的一些部分涉及激光应用中止情况下的停顿,
其中所述热可逆记录介质提供透明度或色调的温度依赖性可逆变化,和
其中所述激光应用中止情况下的停顿对应于从第一个激光扫描终点到第二个激光扫描起点不施加激光光束的停顿,第一个激光扫描终点对应于在第一个激光起点处所开始的激光扫描之终点,第一个激光扫描终点和第二个激光扫描起点彼此相隔预定距离。
2.一种图像处理方法,其包含:
通过应用激光光束而加热热可逆记录介质,从所述热可逆记录介质擦除图像,所述图像是由多数个激光光束线形成的;
其中,在激光扫描期间,所述激光光束是以预定距离平行掠过所述介质,所述激光光束是以同一方向被施加的,并且所述激光扫描的一些部分涉及激光应用中止情况下的停顿,
其中所述热可逆记录介质提供透明度或色调的温度依赖性可逆变化,和
其中所述激光应用中止情况下的停顿对应于从第一个激光扫描终点到第二个激光扫描起点不施加激光光束的停顿,第一个激光扫描终点对应于在第一个激光起点处所开始的激光扫描之终点,第一个激光扫描终点和第二个激光扫描起点彼此相隔预定距离。
3.一种图像处理方法,其包含下述两步:
通过在热可逆记录介质上应用激光光束而加热所述热可逆记录介质,从而在所述热可逆记录介质上记录图像,所述图像是由多数个激光光束线形成的;和
通过应用激光光束而加热热可逆记录介质,从所述热可逆记录介质擦除图像,所述图像是由多数个激光光束线形成的;
其中,在激光扫描期间,所述激光光束是以预定距离平行掠过所述介质,所述激光光束是以同一方向被施加的,并且所述激光扫描的一些部分涉及激光应用中止情况下的停顿,
其中所述热可逆记录介质提供透明度或色调的温度依赖性可逆变化,和
其中所述激光应用中止情况下的停顿对应于从第一个激光扫描终点到第二个激光扫描起点不施加激光光束的停顿,第一个激光扫描终点对应于在第一个激光起点处所开始的激光扫描之终点,第一个激光扫描终点和第二个激光扫描起点彼此相隔预定距离。
4.根据权利要求1-3的任一项所述的图像处理方法,其中所述激光应用中止情况下的停顿是由图像处理装置的扫描控制单元控制,以便使已经在第一个激光扫描终点受到中止的激光应用光束在第二个激光扫描点处起始,第一个激光扫描终点对应于起始于第一个激光扫描起点的激光扫描之终点。
5.根据权利要求1-3的任一项所述的图像处理方法,其中所述热可逆记录介质包括在载体上形成的至少一层可逆热敏记录层,并且该可逆热敏记录层含有树脂和低分子量有机物。
6.根据权利要求1-3的任一项所述的图像处理方法,其中所述热可逆记录介质包括在载体上形成的至少一层可逆热敏记录层,并且该可逆热敏记录层含有隐色染料和可逆显色剂。
7.根据权利要求1-3的任一项所述的图像处理方法,其中,在沿着基本上正交于光束传输方向的方向上切割而成的激光光束之横向截面中,就激光光束的光强度分布而言,中心区域的强度等于或者小于外周区域的强度。
8.一种图像处理方法,其包含:
通过在热可逆记录介质上应用激光光束而加热所述热可逆记录介质,在所述热可逆记录介质上记录图像,所述图像是由多数个的激光光束线形成的;
其中,在激光扫描期间,所述激光光束是以预定距离平行扫过所述介质,所述激光光束是以交替方向、顺序地被施加,
激光扫描的一些部分涉及在激光作用中止情况下的停顿,
其中所述热可逆记录介质呈现出透明度或色调的温度依赖性可逆变化,和
其中所述激光应用中止情况下的停顿对应于从第一个激光扫描终点到第二个激光扫描起点不施加激光光束的停顿,第一个激光扫描终点对应于在第一个激光起点处所开始的激光扫描之终点,第一个激光扫描终点和第二个激光扫描起点彼此相隔预定距离。
9.一种图像处理方法,其包含:
通过应用激光光束加热热可逆记录介质,从所述热可逆记录介质上擦除图像,所述图像是由多数个的激光光束线形成的;
其中,在激光扫描期间,所述激光光束是以预定距离平行扫过所述介质,所述激光光束是以交替方向、顺序地被施加,
激光扫描的一些部分涉及在激光作用中止情况下的停顿,
其中所述热可逆记录介质呈现出透明度或色调的温度依赖性可逆变化,和
其中所述激光应用中止情况下的停顿对应于从第一个激光扫描终点到第二个激光扫描起点不施加激光光束的停顿,第一个激光扫描终点对应于在第一个激光起点处所开始的激光扫描之终点,第一个激光扫描终点和第二个激光扫描起点彼此相隔预定距离。
10.一种图像处理方法,其包含下述两步:
通过在热可逆记录介质上应用激光光束而加热所述热可逆记录介质,在所述热可逆记录介质上记录图像,所述图像是由多数个的激光光束线形成的;和,
通过应用激光光束加热热可逆记录介质,从所述热可逆记录介质上擦除图像,所述图像是由多数个的激光光束线形成的;
其中,在激光扫描期间,所述激光光束是以预定距离平行扫过所述介质,所述激光光束是以交替方向、顺序地被施加,
激光扫描的一些部分涉及在激光作用中止情况下的停顿,
其中所述热可逆记录介质呈现出透明度或色调的温度依赖性可逆变化,和
其中所述激光应用中止情况下的停顿对应于从第一个激光扫描终点到第二个激光扫描起点不施加激光光束的停顿,第一个激光扫描终点对应于在第一个激光起点处所开始的激光扫描之终点,第一个激光扫描终点和第二个激光扫描起点彼此相隔预定距离。
11.根据权利要求8-10的任一项所述的图像处理方法,其中所述热可逆记录介质包括在载体上形成的至少一层可逆热敏记录层,并且所述可逆热敏记录层含有树脂和低分子量有机物。
12.根据权利要求8-10的任一项所述的图像处理方法,其中所述热可逆记录介质包括在载体上形成的至少一层可逆热敏记录层,并且所述可逆热敏记录层含有隐色染料和可逆显色剂。
13.根据权利要求8-10的任一项所述的图像处理方法,其中,在沿着基本上正交于光束传输方向的方向上切割而成的激光光束之横向截面中,就激光光束的光强度分布而言,中心区域的强度等于或者小于外周区域的强度。
14.一种图像处理方法,其包含:
通过在热可逆记录介质上应用激光光束而加热所述热可逆记录介质,在所述热可逆记录介质上记录图像,所述图像是由多数个的激光光束线形成的;
其中,在激光扫描期间,所述激光光束是以预定距离平行扫过所述介质,所述激光光束是以交替方向、顺序地被施加,同时避免对相邻激光光束线之间的附近部分的连续激光照射,
激光扫描的一些部分涉及在激光作用中止情况下的停顿,
其中所述热可逆记录介质呈现出透明度或色调的温度依赖性可逆变化,和
其中所述激光作用中止情况下的停顿对应于从第一个激光扫描终点到第二个激光扫描起点不施加激光光束的停顿,第一个激光扫描终点对应于在第一个激光起点处所开始的激光扫描之终点,第一个激光扫描终点和第二个激光扫描起点彼此相隔预定距离。
15.一种图像处理方法,其包含:
通过应用激光光束加热热可逆记录介质,从所述热可逆记录介质上擦除图像,所述图像是由多数个的激光光束线形成的,
其中,在激光扫描期间,所述激光光束是以预定距离平行扫过所述介质,所述激光光束是以交替方向、顺序地被施加,同时避免对相邻激光光束线之间的附近部分的连续激光照射,
激光扫描的一些部分涉及在激光作用中止情况下的停顿,
其中所述热可逆记录介质呈现出透明度或色调的温度依赖性可逆变化,和
其中所述激光作用中止情况下的停顿对应于从第一个激光扫描终点到第二个激光扫描起点不施加激光光束的停顿,第一个激光扫描终点对应于在第一个激光起点处所开始的激光扫描之终点,第一个激光扫描终点和第二个激光扫描起点彼此相隔预定距离。
16.一种图像处理方法,其包含下述两步:
通过在热可逆记录介质上应用激光光束而加热所述热可逆记录介质,在所述热可逆记录介质上记录图像,所述图像是由多数个的激光光束线形成的;和
通过应用激光光束加热热可逆记录介质,从所述热可逆记录介质上擦除图像,所述图像是由多数个的激光光束线形成的,
其中,在激光扫描期间,所述激光光束是以预定距离平行扫过所述介质,所述激光光束是以交替方向、顺序地被施加,同时避免对相邻激光光束线之间的附近部分的连续激光照射,
激光扫描的一些部分涉及在激光作用中止情况下的停顿,
其中所述热可逆记录介质呈现出透明度或色调的温度依赖性可逆变化,和
其中所述激光作用中止情况下的停顿对应于从第一个激光扫描终点到第二个激光扫描起点不施加激光光束的停顿,第一个激光扫描终点对应于在第一个激光起点处所开始的激光扫描之终点,第一个激光扫描终点和第二个激光扫描起点彼此相隔预定距离。
17.根据权利要求14-16的任一项所述的图像处理方法,其中所述激光作用中止情况下的停顿是由图像处理装置的扫描控制单元控制,以便使已经在第一个激光扫描终点受到中止的激光作用在第二个激光扫描点处起始,第一个激光扫描终点对应于起始于第一个激光扫描起点的激光扫描之终点。
18.根据权利要求14-16的任一项所述的图像处理方法,其中所述热可逆记录介质包括在载体上形成的至少一层可逆热敏记录层,并且所述可逆热敏记录层含有树脂和低分子量有机物。
19.根据权利要求14-16的任一项所述的图像处理方法,其中所述热可逆记录介质包括在载体上形成的至少一层可逆热敏记录层,并且所述可逆热敏记录层含有隐色染料和可逆显色剂。
20.根据权利要求14-16的任一项所述的图像处理方法,其中,在沿着基本上正交于光束传输方向的方向上切割而成的激光光束之横向截面中,就激光光束的光强度分布而言,中心区域的强度等于或者小于外周区域的强度。
21.一种图像处理方法,其包含:
通过在热可逆记录介质上应用激光光束而加热所述热可逆记录介质,在所述热可逆记录介质上记录图像,所述图像是由多数个的激光光束线形成的;
其中,在激光扫描期间,所述激光光束是以预定距离平行扫过所述介质,所述激光光束是以同一方向、顺序地被施加,同时避免对相邻激光光束线间的附近部分的连续激光照射,
激光扫描的一些部分涉及在激光应用中止情况下的停顿,其中所述热可逆记录介质提供透明度或色调的温度依赖性可逆变化,以及
其中所述激光应用中止情况下的停顿对应于从第一个激光扫描终点到第二个激光扫描起点不施加激光光束的停顿,第一个激光扫描终点对应于在第一个激光起点处所开始的激光扫描之终点,第一个激光扫描终点和第二个激光扫描起点彼此相隔预定距离。
22.一种图像处理方法,其包含:
通过应用激光光束加热热可逆记录介质,从所述热可逆记录介质上擦除图像,所述图像是由多数个的激光光束线形成的,
其中,在激光扫描期间,所述激光光束是以预定距离平行扫过所述介质,所述激光光束是以同一方向、顺序地被施加,同时避免对相邻激光光束线间的附近部分的连续激光照射,
激光扫描的一些部分涉及在激光应用中止情况下的停顿,
其中所述热可逆记录介质提供透明度或色调的温度依赖性可逆变化,以及
其中所述激光应用中止情况下的停顿对应于从第一个激光扫描终点到第二个激光扫描起点不施加激光光束的停顿,第一个激光扫描终点对应于在第一个激光起点处所开始的激光扫描之终点,第一个激光扫描终点和第二个激光扫描起点彼此相隔预定距离。
23.一种图像处理方法,其包含下述两步:
通过在热可逆记录介质上应用激光光束而加热所述热可逆记录介质,在所述热可逆记录介质上记录图像,所述图像是由多数个的激光光束线形成的;和
通过应用激光光束加热热可逆记录介质,从所述热可逆记录介质上擦除图像,所述图像是由多数个的激光光束线形成的,
其中,在激光扫描期间,所述激光光束是以预定距离平行扫过所述介质,所述激光光束是以同一方向、顺序地被施加,同时避免对相邻激光光束线间的附近部分的连续激光照射,
激光扫描的一些部分涉及在激光应用中止情况下的停顿,
其中所述热可逆记录介质提供透明度或色调的温度依赖性可逆变化,以及
其中所述激光应用中止情况下的停顿对应于从第一个激光扫描终点到第二个激光扫描起点不施加激光光束的停顿,第一个激光扫描终点对应于在第一个激光起点处所开始的激光扫描之终点,第一个激光扫描终点和第二个激光扫描起点彼此相隔预定距离。
24.根据权利要求21-23的任一项所述的图像处理方法,其中所述激光应用中止情况下的停顿是由图像处理装置的扫描控制单元控制,以便使已经在第一个激光扫描终点受到中止的激光应用在第二个激光扫描点处起始,第一个激光扫描终点对应于起始于第一个激光扫描起点的激光扫描之终点。
25.根据权利要求21-23的任一项所述的图像处理方法,其中所述热可逆记录介质包括在载体上形成的至少一层可逆热敏记录层,并且该可逆热敏记录层含有树脂和低分子量有机物。
26.根据权利要求21-23的任一项所述的图像处理方法,其中所述热可逆记录介质包括在载体上形成的至少一层可逆热敏记录层,并且该可逆热敏记录层含有隐色染料和可逆显色剂。
27.根据权利要求21-23的任一项所述的图像处理方法,其中,在沿着基本上正交于光束传输方向的方向上切割而成的激光光束之横向截面中,就激光光束的光强度分布而言,中心区域的强度等于或者小于外周区域的强度。
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