DE69212445T2

DE69212445T2 - Verfahren und Vorrichtung für die wiedereinschreibbare und löschbare Aufzeichnung

Info

Publication number: DE69212445T2
Application number: DE1992612445
Authority: DE
Inventors: Yuji Nakatsu; Masaru Ohnishi; Niro Watanabe; Keiki Yamada
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-12-19
Filing date: 1992-12-16
Publication date: 1996-11-28
Anticipated expiration: 2012-12-17
Also published as: EP0547572B1; DE69212445D1; CA2084955A1; JPH05169841A; EP0547572A1

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Methode zur Aufzeichnung und Löschung unter Verwendung eines thermoreversiblen Aufzeichnungsmediums (wiederbeschreibbares Aufzeichnungsmedium), bei der die Bildaufzeichnung und Löschung durch eine wärmeempfindliche Mediumschicht bewirkt wird.

Beschreibung des Standes der Technik:

In jüngster Zeit haben sich thermische Wiederaufzeichnungsmedien stark entwickelt und verbreitet, bei der die Bildaufzeichnung und -löschung wiederholt unter Wärmeeinwirkung durchgeführt werden kann. Als konventionelle Vertreter solcher Medien sind beispielsweise der sogenannte niedermolekular-organische Typ und der Leukofarbstoff-Typ bekannt. Beim niedermolekularen Typ wird die thermische Aufzeichnung und Löschung unter Ausnutzung physikalischer Phasenübergänge durchgeführt, mit einer trüben und transparenten Phase. Der Phasenübergang wiederholt sich bei einer bestimmten Temperatur und jede der Phasen kann stabil unterhalb einer spezifischen Temperatur gehalten werden (siehe japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. Sho 55-154198). In einem Leukofarbstoff- Typ wird die thermische Aufzeichnung und Löschung durch chemische Reaktion herbeigeführt, wobei einige Verbindungen in dem Medium eingeschlossen sind, die Leukofarbstoffe, Entwickler und Abschwächer enthalten. Diese Entwickler und Abschwächer haben gewöhnlich Hydroxylgruppen oder Karboxylgruppen in dem Verbindungsmolekül, um ein Wasserstoffion abzugeben. Die Farbe des Farbstoffes erscheint bei einer bestimmten Temperatur im Medium und verschwindet, wenn eine niedere Temperatur als die bevorstehende herrscht (siehe japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei 2-1882- 94).
Im speziellen besteht das niedermolekular-organische Medium aus einer Matrixsubstanz aus thermoplastischen Harzen und niedermolekular-organischen Substanzen, die in dieser Matrix verteilt sind. Wenn das Medium über einer spezifischen Temperatur T0 gehalten wird, ändert sich die Phase gemäß der dem Medium aufgeprägten Temperatur. Das heißt, das Medium hat zwei Phasen, Übergangstemperaturen T1 und T2 ( T1 < T2), die höher sind als T0. Nach Erhitzen des Mediums auf T2 oder höher und auf dieser Temperatur gehalten und anschließend auf T0 oder niedriger abgekühlt, wird das Medium trübe, um so eine maximale Lichtunterbrechungsphase zu bewirken. Nach Erwärmen der trüben Schicht zwischen T1 oder höher und T2 oder niedriger und anschließender Abkühlung auf T0 oder niedriger wird die Schicht transparent. Diese Phasenübergänge beruhen hauptsächlich aus strukturellen Änderungen der niedermolekularen organischen Substanzen in dem Medium.
Andererseits kann der Phasenübergang der Leukofarbstoff-Medien einfach durch die angewendete Wärmeenergie gesteuert werden. Das heißt, der Lakton-Ring, der den Leukofarbstoff im Medium einschließt, wird geöffnet, wenn höhere Übergangstemperaturen durch die Energiezufuhr bewirkt werden, und der Lakton-Ring wird geschlossen, wenn niedrigere Übergangstemperaturen angewendet werden, die den Leukofarbstoff in den farblosen Zustand zurückkehren lassen. Solche Phänomene rühren von den Strukturen des Entwicklers und Abschwächers her und von der reversiblen Natur des Leukofarbstoffes, der den Ring wiederholt öffnend und zu schließen gestattet. Als Beispiele für den Entwickler und den Abschwächer sind Salze der Gallsäure und aliphatische Amine oder ähnliche Verbindungen bekannt.
Um die Zahl der Aufzeichnungs- und Löschungsvorgänge des thermischen Aufzeichnungsmediums zu erhöhen, wird dem vorgenannten niedermolekularen Typ eine transparente Schutzschicht auf der Aufzeichnungsschicht aufgebracht. Dies ist beschrieben in den japanischen Patentoffenlegungsschriften Nr. Sho 57- 82086, Hei 2-117891, Hei 2-131984, Hei 2-81672, Hei 2-566 usw. Der letztere Leukofarbstoff-Typ wird mit einer Schutzschicht aus thermoplastischen Harzen oder ähnlichem versehen.
Bei dem reversiblen thermischen Aufzeichnungsmaterial des Standes der Technik wird Wärme durch eine Sammellinse oder eines optischen Strahls aufgestrahlt, oder Joule'sche Wärme wird dem Medium zugeführt, um die Bildaufzeichnung oder -löschung im Medium herbeizuführen. Der bisherige Stand der Technik offenbart jedoch keine verläßliche Methode, um eine erwünschte optische Dichte zu erreichen oder zur Löschung des aufgezeichneten Bildes, noch offenbart er optimale Bedingungen für das Aufzeichnungsgerät Sie sind bis jetzt noch nicht festgelegt und bekannt. Z.B. "thermal Recording Techniques", Vol 117, Section 6, veröffentlicht bei Triceps Co. Ltd., offenbart einige Aufzeichnungsbedingungen. Unsere Experimente jedoch unter den in diesem Buch beschriebenen Bedingungen ergaben, daß ein wiederbeschreibbares Aufzeichnungsmedium eine so geringe Zahl maximaler Aufzeichnungswiederholungen hat, so daß wir für die physikalische und chemische Grenze des Mediums für die Aufzeichnung und Löschung nicht reproduzierbar wiederholen konnten. Die Zahl der Wiederholungen lag etwa zwischen 1000 und ungefähr 10.000. Im Experiment wurde der niedermolekulare Typ des Mediums verwendet und eine kontaktlose Methode angewendet. Der Vorgang ist wie folgt:
Das transparente Medium wird in eine Hochtemperatur- Kammer bei 120 ºC gegeben und dann auf Raumtemperatur abgekühlt, um in die trübe Phase zu gelangen. Das Medium wurde in eine Niedertemperatur-Kammer bei 80 ºC gegeben und dann abgekühlt, zum Übergang in die transparente Phase. Die maximale Wiederholungszahl aus diesem Experiment ist mindestens 2000 oder mehr. Wenn das Medium jedoch unter den bekannten Bedingungen erwärmt wird, rauht sich die Oberfläche auf. Eine Erwärmung bedeutet die Absorption von Nebenketten, sowohl das Harz als auch organisch-niedermolekulare- Substanzen werden oxidiert und verlieren ihre Eigenschaften, bzw. die Mediumoberfläche wird abgetragen und ergibt Zufallsreflexionen bei einer Wiederholungszahl von ungefähr 100 und höher.
Wenn die Wiederholungszahl weiter erhöht wird, z.B. über 500, wird die Aufzeichnung auf das Medium selbst unterbunden, wegen der großen Reibung zwischen dem Aufzeichnungsmedium und der Erwärmungsvorrichtung. In anderen Experimenten mit dem Leukofarbstoff-Medium hat das Medium noch geringere maximale Wiederholungszahlen als der vorstehende Medien-Typ und die Aufzeichnung selbst wird nach 50 Wiederholungen praktisch unmöglich.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die bisherigen erwähnten Probleme zu überwinden und eine maximale Wiederholungszahl zu erreichen, die substantiell äquivalent zur physikalischen bzw. chemischen Grenze des Mediums ist und die auf den Mediumskomponenten beruhen, für die Bildaufzeichnung und - löschung auf diesem Medium.
Wir glaubten, daß diese Probleme durch
(1) Verbesserung des Aufzeichnungsmediums selbst und
(2) Optimierung der Aufzeichnungs- und Löschungsbedingungen oder Erwärmungsvorrichtungen gelöst werden können. Das erstere kann bewerkstelligt werden, durch Anwendung eines Verfahrens zur Formung der Aufzeichnungsschicht mit Hilfe von Kapseln, wie beschrieben in der japanischen Patentanmeldeschrift Nr. Hei 3- 118310 (japanische Offenlegungsschrift Nr. Hei 4- 345886) des Anmelders Ein solches Verfahren kann nur eine maximale Wiederholungszahl zwischen 100 und ungefähr 1000 erreichen. In Konsequenz wurden bei der vorliegenden Erfindung die optimalen Bedingungen der letzteren Methode festgelegt. Das bedeutet, daß die Aufzeichnungsbedingungen der vorliegenden Erfindung so ausgewählt wurden, daß jede durch Wärme und Druck erzeugte Aufzeichnungsspur nicht verlassen wird und die Oberfläche der Aufzeichnungsschicht glatt ohne Aufrauhung bleibt. Weiterhin werden die Löschungsbedingungen so ausgewählt, daß die Löschung verläßlich durchgeführt werden kann und auch die Oberfläche der Aufzeichnungsschicht keine Änderung in ihrer Konfiguration erfährt.
Zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens sind in einer Vorrichtung (Gerät) keine Löschungs-, Erwärmungs- und Steuerungsvorrichtungen vorgesehen, die besondere Genauigkeiten haben und generell angewendete Vorrichtungen der thermischen Aufzeichnung bzw. Thermographie können in dieser Erfindung verwendet werden. Eine Erwärmungsvorrichtung zur Löschung in diesem Gerät kann das aufgezeichnete Bild sicher löschen, während die maximale Wiederholungszahl des Mediums erhöht wird.
Wie in Anspruch 1 beschrieben, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur wiederholten Aufzeichnung und Löschung eines thermoreversiblen Aufzeichnungsmediums zur Verfügung, mit einer optischen Dichte und folgenden Verfahrensschritten:
(a) Bildaufzeichnung auf dem Medium durch Energiezufuhr an das Medium mit Erwärmungsvorrichtungen mit einem Energieniveau, das zwischen dem 0,8-fachen und 1,5-fachen sich bewegt, bei dem die Sättigung der optischen Dichte des besagten Mediums stattfindet, und wobei das Energieniveau bei dem die Sättigung eintritt als das Niveau definiert wird, bei dem die optische Dichte we niger als 10 % sich verändert, selbst wenn weitere Energie dem besagten Medium zugeführt wird und
(b) Löschung des Bildes auf dem Medium durch Anwen dung einer Spannung in den Heizvorrichtungen, die zwischen dem 0,3-fachen und dem 0,9-fachen der Spannung beträgt, die im Aufzeichnungsschritt angewendet wird.
Wie in Anspruch 2 beschrieben, ist das Verfahren des Anspruches 1 gekennzeichnet durch die Erwärmungszeit zur Bildlöschung auf dem Medium als mindestens das 2-fache, das zur Aufzeichnung erforderlich ist.
Wie in Anspruch 3 beschrieben, ist das Verfahren des Anspruchs 1 gekennzeichnet durch die Bildlöschungsgeschwindigkeit auf dem Medium, die größer oder gleich in Tmm/s und die Breite der Löschungs-/Erwärmungsvorrichtung Tµm oder mehr ist und daß ein Druck auf die Löschungs-/Erwärmungsvorrichtung aufgebracht wird, der zwischen 8 x 10³ Pa und 5 x 10&sup4; Pa ist.
Wie in Anspruch 4 beschrieben, ist das Verfahren des Anspruches 1 weiterhin gekennzeichnet, daß die Löschungsspannung gesteuert wird, zwischen dem 0,68- fachen und 0,86-fachen der Aufzeichnungsspannung, für den Fall, daß die Erwärmungszeit für die Löschung gleich der der Aufzeichnung ist.
Wie in Anspruch 5 beschrieben, ist das Verfahren des Anspruchs 1 weiterhin gekennzeichnet durch Steuerung der Löschungsspannung zwischen dem 0,4-fachen und 0,7-fachen der Aufzeichnungsspannung, wenn die Erwärmungszeit das 2-fache der Aufzeichnung ist.
Wie in Anspruch 6 beschrieben, ist das Verfahren des Anspruches 1 weiterhin gekennzeichnet, daß die Löschungsspannung zwischen dem 0,5-fachen und 0,75- fachen der Aufzeichnungsspannung sich bewegt.
Wie in Anspruch 7 beschrieben, ist das Verfahren des Anspruches 1 weiter gekennzeichnet durch die Aufzeichnungsenergie, die zwischen dem 1,05-fachen und 1,2-fachen der Energie zu Beginn der Sättigung sich bewegt.
In dem wiederbeschreibbaren Aufzeichnungs-/Löschungsverfahren der vorliegenden Erfindung wird die erwünschte Bildaufzeichnung durch Optimierung der Aufzeichnungsenergie erreicht, ohne Verformung der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht, die sichere Löschung wird erreicht durch Optimierung der angewendeten Spannung oder Erwärmungszeit zur Löschung, wobei die Oberfläche der Aufzeichnungsschicht glatt bleibt und die maximale Wiederholungszahl noch gesteigert wird. Zusätzlich werden in der Vorrichtung Tmm/s der Löschungsgeschwindigkeit und Tµm oder mehr der Breite der Erwärmungslöschungsvorrichtung sowie ein Druck von 8 x 10³ Pa bis 5 x 10&sup4; Pa in der Vorrichtung angewendet. Dies führt zu einer verbesserten Vorrichtung, die ein aufgezeichnetes Bild, ohne Hinterlassung einer Spur zu löschen gestatten und darüber hinaus die maximale Wiederholungszahl noch erhöht. Die Probleme des Standes der Technik, einschließlich der Verschlechterung der Bildqualität usw., können vermieden werden mit einer bemerkenswerten Verbesserung der maximalen Wiederholungszahl.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1(a) und (b) sind schematische Ansichten zweier unterschiedlicher Strukturen für eine wiederbeschreibbare Aufzeichnung.
Fig. 2(a) und (b) sind schematische Ansichten zweier unterschiedlicher Strukturen für eine wiederbeschreibbare Aufzeichnung.
Fig. 3(a) zeigt die Aufzeichnungs-/Charakteristikkurve - Energie.
Fig. 3(b) zeigt die optische Dichte - maximale Wiederholungszahl.
Fig. 4(a) zeigt das Kontrastverhältnis - Energle.
Fig. 4(b) zeigt die maximale Wiederholungszahl - Energie.
Fig. 5(a) zeigt die Dispersion der optischen Dichte - Energie.
Fig. 5(b) zeigt das Verhältnis zwischen der Energie und die Zahl der Verzerrungen.
Fig. 6 zeigt die Löschungscharakteristiken.
Fig. 7 zeigt das Verhältnis zwischen der Erwärmungszeit und ΔOD.
Fig. 8(a) zeigt die Löschungscharakteristiken.
Fig. 8(b) zeigt ΔOD - maximale Wiederholungszahl.
Fig. 9(a) und 9(b) zeigen die Abhängigkeit zwischen der Löschungsgeschwindigkeit und der Breite der Erwärmungsvorrichtung.
Fig. 10(a) zeigt die Abhängigkeit zwischen dem Druck und ΔED.
Fig. 10(b) zeigt die Abhängigkeit zwischen dem Druck und der maximalen Wiederholungszahl.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausgestaltungen.

1. Beispiel

Fig. 1(a) stellt die schematische Struktur der Vorrichtung in dieser Ausgestaltung dar. In bezug zur Figur 1(a) gibt es ein wiederbeschreibbares Aufzeichnungsmedium 10 (dies ist ein reversibles thermisches Aufzeichnungsmedium, bestehend aus einer Schutzschicht, Aufzeichnungsschicht und Träger und weiter eingeschlossen eine farbige Schicht, eine magnetische Aufzeichnungsschicht usw. und so weit erforderlich, letztere sind jedoch nicht dargestellt). In dieser Figur ist die Aufzeichnungs-/Erwärmungsvorrichtung 12 als ein thermischer Kopf mit einer Auflösung von acht Punkten/mm bezeichnet. Die Referenzziffer 14 bezeichnet eine Förderwalze; 16 eine Aufzeichnungskontrollvorrichtung (RCM) für die elektrische Steuerung der Aufzeichnungs-/Erwärmungsvorrichtung (RM) 12; 18 eine Löschungs-/Erwärmungsvorrichtung (EM), wie beispielsweise ein thermischer Kopf; 20 eine Förderwalze; 22 Löschungskontrollvorrichtungen (ECM) zur elektrischen Steuerung der Löschungs-/Erwärmungsvorrichtung 18. Das Medium 10 kann aus einem transparenten oder undurchsichtigen Träger (nicht gezeigt) aus Papier, Polyethylen-terephthalat-Film, metallische Schicht (Licht reflektierende Schicht) und ähnlichem bestehen und eine Aufzeichnungsschicht, bestehend aus organisch-niedermolekularer Substanz als Hauptkomponente mit reversibel temperaturabhängig veränderlichen Eigenschaften. Die niedermolukular-organische Substanz kann eine Mischung aus Behensäure mit Dodecansäure im Verhältnis 7:3 sein. Dieses Material wurde verwendet, um eine Aufzeichnungsschicht von 10 µm Dicke zu erzeugen.
Das Prinzip des Phasenübergangs im Medium der vorhegenden Erfindung rührt vom Übergang der deformierten kristallinen Struktur der niedermolekular-organischen-Substanzen her; das Medium befindet sich in der trüben Phase, wenn es auf die Raumtemperatur abgekühlt wird, nach einer bestimmten hohen Temperatur und kehrt zurück zur transparenten Phase, wenn es auf Raumtemperatur abgekühlt wird, nach einer Behandlung mit einer bestimmten niedrigeren Temperatur.
Im speziellen die niedermolekular-organische Substanz ist polykristallin mit gestörter Kristallorientierung, wenn sie abgekühlt wird, nachdem sie zunächst bei erhöhter Temperatur geschmolzen wurde. Eine solche gestörte Kristallorientierung zerstreut einfallendes Licht und erzeugt so die trübe Phase im Medium. Andererseits wird die niedermolekular-organische- Substanz teilweise geschmolzen, bei einer bestimmten niedrigeren Temperatur. Die niedermolekular-organische-Substanz bildet dann Eiskristalle mit bleibender Orientierung aus. Deshalb erscheint dann die niedermolekular-organische Substanz in der transparenten Phase, wobei einfallendes Licht ohne Streuung das einfallende Licht durch die kristalline Schicht hindurchtreten kann oder durch das Trägermaterial reflektiert wird.
Im Betrieb wird die Förderwalze 20 durch geeignete Vorrichtungen wie Motoren angetrieben. Das Medium 10 wird in Richtung des Pfeiles A bewegt, im Reibschluß zwischen der rotierenden Förderwalze 20 und der Löschungs-/Erwärmungsvorrichtung 18. So, wie ein Löschsignal von der Löschsteuerungsvorrichtung 22 zur Lösch-/Erwärmungseinrichtung 18 gegeben wird, wird Strom dem (nicht gezeigt) Erwärmungsglied zu einer bestimmten Zeit zugeführt, so daß die niedermolekular-organische-Substanz 10 durch dieses Erwärmungsglied zur Bildlöschung erwärmt wird. Wenn ein Bildteil einer Linie entsprechend gelöscht wird, dann wird das Bild auf dem Medium, Linie für Linie wiederholend, mit einer solchen Operation gelöscht. Durch Wiederholung dieses Zyklusses kann das Bild auf dem Medium 10 2-dimensional gelöscht werden. Zur Aufzeichnung des Bildes erhält die Aufzeichnungs-Steuerungseinrichtung 16 ein korrespondierendes Bildaufzeichnungssignal vom (nicht gezeigten) Signalterminal, wie in dem Löschvorgang. Das Aufzeichnungssignal wird dann der Aufzeichnungs-/Erwärmungsvorrichtung 12 zugeführt, um das erwünschte Bild aufzuzeichnen.
Die optimalen Aufzeichnungsbedingungen wurden aus den folgenden Experimenten ermittelt und ausgewählt.
Figur 3(a) zeigt das grundsätzliche Profil der optischen Dichte, das erhalten wurde, wenn die Aufzeichnungs-/Erwärmungsvorrichtung 12 in der bevorstehenden Anordnung benutzt wurde, um das Medium 10 zu erwärmen. In Figur 3(a) ist die optische Dichte auf der vertikalen Achse und die Energie, die der Aufzeichnungs-/Erwärmungsvorrichtung 12 zugefuhrt wird, aufgetragen. Wie in Figur 3(a) gezeigt ist, wird das Medium 10 stetig eingetrübt mit zunehmend angewendeter Energie. Es wurde festgestellt, daß bei Überschreiten der aufgebrachten Energie von 0,6 mj/Punkt die optische Dichte ungefähr bei 0,3 gesättigt ist. Die optische Dichte wird mit einem Densitometer (z.B. RD 914 hergestellt von Macbeth Co. Ltd.) gemessen, nach dem das Medium 10 mit verschiedener Spannung oder Erwärmungszeit mit den Aufzeichnungs-/Erwärmungsvorrichtungen 12 behandelt wurde und dann auf Raumtemperatur (25 ºC) abgekühlt wurde. Die optische Dichte des Me diums 10 selbst wird durch eine fallende Kurve dargestellt, da ihre Phase stetig vom durchsichtigen in die trübe Phase übergeht.
Figur 3(b) zeigt das Profil der optischen Dichte nach wiederholter Aufzeichnung und Löschung. In Figur 3 (b) ist auf der vertikalen Achse die optische Dichte und auf der horizontalen Achse die maximale Wiederholungszahl aufgetragen. In Figur 3(b) zeigt die Gerade B das ideale Profil der optischen Dichte und die Kurve C die aktuelle optische Dichte nach wiederholter Löschung. Andererseits zeigt die Kurve D die aktuelle optische Dichte nach wiederholter Aufzeichnung und die Gerade E die ideale optische Dichte. Diese Ergebnisse wurden gewonnen aus 10.000 Wiederholungen, wobei bei jeder Wiederholung das Medium 10 zur Aufzeichnung erwärmt durch die Aufzeichnungs-/Erwärmungsvorrichtung 12 wurde, und das Bild auf dem Aufzeichnungsmedium dann gelöscht durch die Löschungs/Erwärmungsvorrichtungen 18 wurde. Wenn die Aufzeichnungsenergie, die 0,9 mj/Punkt oder niedriger ist, auf dem Aufzeichnungsmedium ist, dann folgt die optische Dichte für die Aufzeichnung im wesentlichen entlang der Geraden E und die optische Dichte zur Löschung ist im wesentlichen entlang der Geraden B. Die optische Dichtekurve überschritt die Linie E, wenn die angewendete Energie 0,6 mj/Punkt ist bzw. niedriger ist. Andererseits, wenn die aufgebrachte Energie 0,9 mj/Punkt oder höher war, wurden die Abweichungen von jeder der Geraden B und E groß, mit zunehmender Zahl der Wiederholungen wie in den Kurven C und D gezeigt ist. Diese Tendenz wurde beträchtlich mit größerer aufgewendeter Energie.
Figur 4(a) ist eine graphische Darstellung, in der auf der vertikalen Achse das Kontrastverhältnis zwischen der transparenten und trüben Teile aufgetragen ist, nach dem der Aufzeichnungs- und Löschungszyklus 10.000 Mal wiederholt worden war. Auf der horizontalen Achse ist die angewendete Energie aufgetragen. Der erhaltene Wert des Kontrastverhältnisses ist, wenn die optische Dichte nach 10.000 Löschungen dividiert wird durch die optische Dichte nach 10.000 Aufzeichnungen. Von Figur 4(a) her ist zu ersehen, daß der Kontrast abgeschwächt wird mit der aufgewendeten Energie, die gleich ist oder kleiner ist als 0,5 mj/Punkt, da der erwärmte Teil weniger trüb nach der Aufzeichnung erscheint und auch weil der Kontrast in ähnlicher Weise abgeschwächt wird mit aufgebrachter Energie, die gleich oder höher als 0,9 mj/Punkt ist; die optische Dichte nach der Aufzeichnung nimmt zu, mit der Zunahme der maximalen Wiederholungszahl (Aufzeichnungsfehler) und die optische Dichte nach dem Löschvorgang nimmt ab und vergrößert die nicht gelöschte Fläche.
Figur 4(b) ist eine graphische Darstellung, bei der auf der vertikalen Achse die maximale Wiederholungszahl und auf der horizontalen Achse die angewendete Energie aufgetragen ist. Figur 4(b) zeigt, wie oft Aufzeichnungs- und Löschungszyklen wiederholt werden können mit Beibehaltung eines klaren Kontrastes der optischen Dichte vor der Aufzeichnung und nach der L:schung. In anderen Worten, Figur 4(b) zeigt die maximale Wiederholungszahl für eine optische Dichte, die unveränderlich gegen die jeweiligen Aufzeichnungsenergien ist. Es folgt aus der Figur 4(b), daß, wenn die aufgebrachte Energie kleiner als 0,9 mj/Punkt ist, dann kann eine maximale Wiederholungszahl von ungefähr 10.000 erreicht werden.
Zusammengefaßt,
(1), wenn die auf das Medium aufgebrachte Energie vermindert wird unter einem Wert von 0,5 mj/Punkt (was gleichbedeutend ist, dem 0,8-fache der Energie zu Beginn der Sättigung), dann wird die maximale Wiederholungszahl verbessert, aber der Bildkontrast im Medium wird verschlechtert; und
(2), wenn die im Medium zugeführte Energie vergrößert wird über 0,9 mj/Punkt (was gleichbedeutend dem 1,5- fachen der Energie zu Beginn der Sättigung ist), dann werden beide Werte, die maximale Wiederholungszahl und der Kontrast verschlechtert.
Nach den vorstehenden Ergebnissen ist es wünschenswert, daß die optimale Aufzeichnungsbedingung sich zwischen dem 0,8-fachen und dem 1,5-fachen der Energie zu Beginn der Sättigung bewegt. Dies resultiert daraus, daß die aufgebrachte Energie höher wird als 0,9 mj/Punkt, das Medium überhitzt und die Oberfläche aufgerauht bzw. die Aufzeichnungsschicht oxidiert wird, so daß der Aufzeichnungs- und Löschungsvorgang nicht wiederholt werden kann. Z.B., wenn die Spannung vergrößert wird, um die aufgebrachte Energie auf das Medium zu vergrößern, kann die Erwärmungsvorrichtung so aufgeheizt werden, daß sie zerstört wird. Dies führt auch zu Schäden in der Schutzschicht, als auch in den Aufzeichnungsschichten des Mediums. Speziell kann die Schutzschicht auch an den thermischen Kopf angeschmolzen sein, so daß das zu erstellende Bild im Medium verzerrt wird oder die Reibung zwischen dem thermischen Kopf und dem Medium sich vergrößert, so daß der Aufzeichnungsvorgang nicht ausgeführt werden kann. Weiter ist der Zyklus nicht möglich, aufgrund der Oxidierung der Aufzeichnungsschicht oder Löslösung der niedermolekular-organischen Substanz aus der Aufzeichnungsschicht. Ähnliche Probleme der Verschlechterung können eintreten, ohne daß die Oberflächenglätte im Medium oder andere Faktoren in Mitleidenschaft gezogen werden.
Wie beschrieben, ist der im Medium erzeugte Bildkontrast wie auch die Wiederholungszahl der Zyklen, für die das Medium benutzt werden kann, besser aufrechtzuerhalten, wenn die dem Medium zugeführte Energie sich zwischen dem 0,8-fachen und dem 1,5-fachen der Energie zu Beginn der Sättigung der optischen Dichte bewegt. Im besonderen, wenn die Aufzeichnungsenergie an das Medium sich zwischen dem 1,05-fachen und dem 1,2-fachen der Energie zu Beginn der Sättigung bewegt, wird der Kontrast weiter verbessert und das Medium kann wiederholt 10.000 Zyklen unterworfen werden, mit einer Verminderung der Beeinträchtigung des Mediums wie der Abtrag der Oberfläche oder Zufallsreflektionen. Dies resultiert daraus, daß der Bereich der aufgebrachten Energie zwischen dem 0,8-fachen und dem 1,05-fachen der Energie zu Beginn der Sättigung die optische Dichte instabil werden läßt. Z.B. zeigt Figur 5(a) Ergebnisse, wenn eine Dispersion in der optischen Dichte festgestellt wurde im Verhältnis zu der Standardabweichung, die erhalten wurde vom 10- fachen der Energie von 0,6 mj/Punkt in Figur 3(a). Aus Figur 5(a) ist ersichtlich, daß die Dispersion in der optischen Dichte instabil vergrößert wird, bei einem Energieniveau gleich oder kleiner als dem 1,05- fachen der Energie zu Beginn der Sättigung (ungefähr 0,63 mj/Punkt), sogar dann wenn die aufgebrachte Energie auf das Medium konstant bleibt. Andererseits wird die Oberfläche des Mediums leicht beschädigt, nach dem Aufzeichnungs- und Löschungszyklus, wenn er innerhalb des Energiebereichs zwischen dem 1,2-fachen und dem 1,5-fachen der Energie zu Beginn der Sättigung wiederholt wird (die maximale Wiederholungszahl wird davon jedoch nicht berührt). Dies wird nunmehr beschrieben mit Bezug auf Figur 5(b), bei der die vertikale Achse die Zahl der Risse im Medium 10 auf 10 cm² dargestellt ist und auf der horizontalen Achse die dem Medium zugeführte Energie. In Figur 5(b) ist die Zahl der Wiederholungen 5000. Es versteht sich aus der Figur 10, daß es vorzuziehen ist, die dem Medium zugeführte Energie gleich oder kleiner als dem 1,2-fachen der Energie zu Beginn der Sättigung zu wählen.
In aktuellen Anwendungen, wenn die Betonung auf eine größere Zahl der Wiederholungen als auf die optische Dichte gelegt wird, dann sollte die dem Medium aufgebrachte Energie vorzugsweise sich zwischen dem 0,8- fachen und dem 1,05-fachen der Energie zu Beginn der Sättigung bewegen. Z.B. ein solcher Energiebereich ist geeignet, wenn Testdruck in der Wortverarbeitung oder anderen Anwendungen vorliegt, bei der jede visuelle Beeinträchtigung zulässig ist. Wenn die dem Medium aufgebrachte Energie sich zwischen dem 1,2-fachen und dem 1,5-fachen der Energie zu Beginn der Sättigung bewegt, ist es angezeigt für den Fall, daß höhere Bedeutung dem Bildkontrast auf dem Medium beigemessen wird als der optischen Dichte, wie z.B. bei einer Fahrkarte, einer Buddarstellung oder anderen Anwendungen. Wenn die dem Medium aufgebrachte Energie zwischen dem 1,05-fachen und dem 1,2-fachen sich bewegt, kann sie für all die vorstehenden genannten Fälle angewendet werden.
Das wiederbeschreibbare Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät ist gekennzeichnet durch Löschvorrichtungen im Bereich der wärmebedingten Aufzeichnung, die ähnlich ist eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsprozesses wie bei Fax und Ähnliches und dem Wärmeübergangsprozeß, ähnlich wie bei Farbdruckern oder ähnlichen Geräten. Das vorrangige Ziel der vorliegenden Erfindung ist Aufnahmebedingungen zu bestimmen, in der der komplette Löschzyklus verläßlich für die Wiederholung der Aufzeichnung und der Löschung durchgeführt werden können, in der Weise daß der Aufnahmezyklus ohne Beeinträchtigung des Löschzyklusses ausgeführt wird oder mit Verbesserungen der Aufnahmecharakteristiken. Die hier ausgewählten Aufnahmebedingungen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung sind grundsätzlich unterschieden von denen des Standes der Technik bei Wärmeaufzeichnungsvorrichtungen. Mit der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsvorrichtung z.B. kann das Medium mit einer 2-fach so hohen Energie wie zu Beginn der Sättigung der optischen Dichte ohne Nachteil zur Aufzeichnung beaufschlagt werden. Es gibt im wesentlichen kein Problem, es sei denn, daß die Aufzeichnungsvorrichtungen wie der thermische Kopf zerstört werden. Die vorliegende Erfindung stellt die optimalen Aufzeichnungsbedingungen zur Verfügung, so daß ein auf dem Aufzeichnungsmedium befindliches Bild vollständig gelöscht werden kann, mit verbesserter maximaler Aufzeichnungszahl für dieses Aufzeichnungsmedium und daß der Bildkontrast auf dem Medium verbessert werden kann.
Wie vorstehend beschrieben, wurde durch Verwendung eines niedermolekular-organischen Mediums, bei der die Aufzeichnungsschicht aus einer Mischung von Behinsäure mit Dodecansäure im Mischungsverhältnis von 7:3 und einer Dicke von 10 p.m gebildet wurde. Wir haben gefunden, daß die Energie zu Beginn der Sättigung der optischen Dichte variiert, in Abhängigkeit von der Dicke der Aufzeichnungsschicht des Materials aus der die Aufzeichnungsschicht gebildet ist und so fort. Experimente zeigten, daß wenn die Energie zu Beginn der Sättigung variiert und falls die Aufzeichnungsenergie für das Medium im wesentlichen zwischen dem 0,8-fachen und 1,5-fachen der Energie zu Beginn der Sättigung sich bewegt, das auf dem Medium aufgezeichnete Bild komplett gelöscht und wiederholt mit einem verbesserten Bildkontrast auf dem Medium aufgezeichnet werden kann. In Ergänzung zeigt die Verwendung von Farbstoff, anders als bei niedermolekularorganischen Substanzen charakteristisch, ähnlich denen des niedermolekularen Farbstoffes.
Die Löschbedingungen wurden durch den folgenden Vorgang ermittelt.
In Figur 6 zeigt eine graphische Darstellung die Löschungsbedingungen aus Experimenten durch Verwendung der Vorrichtung in Figur 1(a), bei der die horizontale Achse die Spannung für die Löschungs-/Erwärmungsvorrichtung 18 aufgetragen ist und auf der vertikalen Achse die optische Dichte nach dem Löschvorgang. Untersuchungen wurden durchgeführt unter Bedingungen, daß ein Bild auf der reversiblen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht 10 aufgezeichnet wurde, mit Hilfe der Aufzeichnungs-/Erwärmungsvorrichtungen 12 und mit einer optischen Dichte etwa 0,3. Danach wurde die Spannung für die Löschungs-/Erwärmungsvorrichtung 18 zur Bildlöschung variiert. Die Spannung für die Aufzeichnungs-/Erwärmungsvorrichtung 12 betrug 14 V mit einer Erwärmungszeit von 2 ms. Die Kurve F in Figur 6 zeigt die Ergebnisse der Erwärmungszeit für die Löschungs-/Erwärmungsvorrichtung 18 bei konstanter Zeit von 2 ms. Aus diesen Ergebnissen geht hervor, daß wenn die angewendete Spannung an die Löschungs-/Erwärmungsvorrichtung 18 von etwa 9,5 V auf etwa 12 V variiert wird, daß das im Medium vorhandene Bild praktisch vollständig gelöscht werden kann. Mit anderen Worten, vorzugsweise wird die Löschspannung gesteuert zwischen dem 0,68-fachen und dem 0,86-fachen der Aufzeichnungsspannung, wenn die Erwärmungszeit der Löschung gleich der der Aufzeichnung ist. Andererseits wurde eine Kurve G erhalten, wenn die Erwärmungszeit in den Löschungs-/Erwärmungsvorrichtungen 18 gleich der Hälfte der vorstehend erwähnten Erwärmungszeit eingestellt wurde (das ist eine ms). Aus den Ergebnissen geht hervor, daß die Löschungsspannung vorzugsweise in einem Bereich zwischen dem 0,9- fachen der Aufzeichnungsspannung eingestellt wird (d.h. 12,6 V). Es wird jedoch noch erwähnt, daß die optische Dichte nach der Löschung etwas niedriger wird, zu der in der die Erwärmungszeit gleich 2 ms betrug. Dies rührt vermutlich von dem Umstand her, daß die Erwärmung die erforderliche Erwärmungszeit im Löschzyklus nicht die vorbestimmte Zeit erreicht. Anderseits, wenn die Löschspannung höher als das 0,9- fache der Aufzeichnungsspannung war, konnte keine Löschung erreicht werden, auch wenn die Erwärmungszeit abgekürzt wurde. Dies stammt vermutlich von dem Umstand, daß die Erwärmungszeit zu kurz wird, während gleichzeitig die Temperatur an der Löschungs-/Erwärmungsvorrichtung den Bereich der Löschtemperatur überstieg.
Für die Erwärmungszeit an den Löschungs-/Erwärmungsvorrichtungen 18 von 4 ms, sind die Kennlinien-Charakteristiken durch die Kurve H wiedergegeben. Mit anderen Worten, der Löschzyklus kann durchgeführt werden, wenn die Löschungsspannung sich zwischen dem 0,4-fachen und dem 0,7-fachen der Aufzeichnungsspannung bewegt. Die an der Löschungs-/Erwärmungsvorrichtung 18 angelegte Spannung vermindert sich mit zunehmender Erwärmungszeit. Wenn die Löschspannung kleiner als das 0,3-fache der Aufzeichnungsspannung ist, war es unmöglich, das auf dem Medium befindliche Bild zu löschen, mit den vorgegebenen Charakteristiken der Erwärmungsvorrichtung wie dem thermischen Kopf. Das bedeutet, daß wenn das Medium unzureichend erwärmt wird, die Temperatur im Medium selbst nicht den Bereich der Löschungstemperatur erreichen kann. Selbst bei mehreren Experimenten mit unterschiedlichen Widerständen an den Löschungs-/ Erwärmungsvorrichtungen 18 konnte das auf dem Medium vorhandene Bild bei Löschspannungen gelöscht werden, die zwischen dem 0,3-fachen und dem 0,9-fachen und vorzugsweise zwischen dem 0,5-fachen und dem 0,75-fachen der Aufzeichnungsspannung betrugen. Die vorstehenden Werte gelten, auch wenn die Aufzeichnungs-/Erwärmungsvorrichtungen auch als Löschungs-/Erwärmungsvorrichtungen benutzt werden, oder wenn die Löschungs-/Erwärmungsvorrichtungen dieselbe Struktur wie die Aufzeichnungs-/Erwärmungsvorrichtungen haben. Das Letztere bedeutet im besonderen eine bessere Kostengestaltung, da nur eine Erwärmungsvorrichtung benötigt wird. Unter den beschriebenen optimalen Löschbedingungen ist es das erste Beispiel, das beides die Aufzeichnung und die Löschung auszuführen gestattet und nur die angelegte Spannung an die Erwärmungsvorrichtung variiert wird. In diesem Fall können die Aufzeichnungs- und Löschzyklen mit derselben Geschwindigkeit durchgeführt werden.
Wie beschrieben, wurden die bevorstehenden Ergebnisse mit Hilfe eines N^ iedermolekularen-organischen-Mediumtyps erhalten, bei der die Aufzeichnungsschicht auf dem Träger aus einer Mischung von Behensäure und Dodecanodiosäure im Verhältnis 7:3 und mit einer Dicke von 10 µm waren. Experimente zeigten, daß, sogar wenn verschiedene Faktoren wie die Dicke der Aufzeichnungsschicht, das Material der Aufzeichnungsschicht und so weiter variiert wurden, und wenn die Löschspannung sich zwischen dem 0,3-fachen und dem 0,9- fachen der Aufzeichnungsspannung sich bewegte, daß auf dem Medium vorhandene Bild vollständig gelöscht werden konnte und die maximale Wiederholungszahl verbessert wurde. In Ergänzung zeigte die Verwendung von Farbstoff, anders als die organische niedermolekulare Substanz, daß die Charakteristiken ähnlich derer des organischen niedermolekularen Farbstoffes sind.
Dieses Beispiel wurde erhalten durch Verwendung der wiederbeschreibbaren Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung mit dem Aufbau in Figur 1(a). Was die Aufzeichnungsbedingungen betrifft, bewegt sich die an die Aufzeichnungs-/Erwärmungsvorrichtungen abgegebene Energie in einem Bereich zwischen dem 0,8-fachen und dem 1,5-fachen der Energie zu Beginn der Aufzeichnungssättigung in der Aufzeichnungsschicht, die aus organischen-niedermolekularen wärmeempfindlichem Materialtyp bestand, der eine Mischung aus Behensäure mit Dodecanodiosäure im Verhältnis 7:3 enthielt. Was die Löschungsbedingungen betrifft, hatten die Löschungs-/Erwärmungsvorrichtungen denselben Aufbau als die, wie diejenigen der Aufzeichnungs-/Erwärmungsvorrichtung und es wurde die Löschspannung zwischen dem 0,3-fachen und dem 0,9-fachen der Aufzeichnungsspannung eingestellt. Die Aufzeichnungs- und Löschungszyklen wurden wiederholt durchgeführt, durch Wiederholung des Erwärmungsschrittes und des Schrittes der Rückkühlung auf Raumtemperatur für beide Zyklen, der Aufzeichnung und der Löschung.
Um die erforderliche Zeit zu bestimmen, für das Anlegen der Spannung an das Medium, das von der Löschspannung wie beschrieben mit Figur 6, abhängt, wurde der Meßvorgang benutzt und beschrieben mit Figur 3(a) und 4(a), um die optischen Dichten nach Aufzeichnung und Löschung zu messen. Die optischen Dichten nach Aufzeichnung und Löschung waren jeweils 0,3 und 1,25, während der Kontrast 4,2 betrug. Nach 10.000 Wiederholungen des Aufzeichnungs- und Löschungszykluses war bewiesen, daß im wesentlichen die gleichen Messungen bestätigt werden konnten.
Obwohl das beschriebene 1. Beispiel sich auf ein reversibles wärmeempfindliches Aufzeichnungsmedium einschließlich eines Trägers bezog, kann das reversible wärmeempfindliche Aufzeichnungsmedium auch ohne Träger dienen, wenn die Aufzeichnungsschicht mit ihrer Dicke und mechanischen Stabilität ausreichend ist, um den Aufbau des Mediums aufrechtzuerhalten.

2. Beispiel

Im 2. Beispiel wurden die Experimente mit demselben Gerät unter den gleichen Aufzeichnungsbedingungen wie beim ersten Experiment durchgeführt, jedoch wurden die Löschungsbedingungen zum ersten Experiment abgeändert.
Die Löschungsbedingungen wurden aus folgenden Experimenten ermittelt.
Figur 7 zeigt die Abhängigkeit zwischen ΔOD und der Erwärmungszeit. In Figur 7 stellt die vertikale Achse ΔOD und die horizontale Achse die Erwärmungszeit dar. Der hierbei benutzte Ausdruck "ΔOD" gibt die Transparenz nach der Bildlöschung wieder und er wird als Wert DD-0,3 dargestellt. DD ist die optische Dichte, wenn das Bild auf dem Medium 10 mit 0,3- fachen der optischen Dichte mit Hilfe der Aufzeichnungs-/Erwärmungsvorrichtung 12 aufgezeichnet wurde, dann gelöscht wurde mit Hilfe der Löschungs-/Erwärmungsvorrichtung 5.
Im besonderen, wenn der Wert von ΔOD groß ist, wird das aufgezeichnete Bild gut gelöscht, und wenn der Wert gleich Null ist, bedeutet dies, daß eine Löschung nicht möglich ist.
Figur 7 zeigt Daten, die von der optischen Dichte bei unterschiedlichen Erwärmungszeiten erhalten wurden, wenn ein Bild auf dem Medium mit Hilfe der Aufzeichnungs-/Erwärmungsvorrichtung 12 aufgezeichnet worden war, unter den Bedingungen von 14 V für 2 ms und danach gelöscht wurde durch die Löschungs-/Erwärmungs vorrichtung 18 mit einer Spannung von 7 V. Wenn die Erwärmungszeit für die Löschung im wesentlichen 2mal länger als die der Aufzeichnung war, wurde die Löschung vollständig durchgeführt. Wenn die an die Löschungs-/Erwärmungsvorrichtung 18 angelegte Spannung niedriger als 7 V war, wird die Erwärmungszeit verlängert, wobei die Löschung vollständig war, wenn die Erwärmungszeit 2mal länger als der der Aufzeichnungszeit in Figur 7 gewesen war. Wenn die angelegte Löschspannung höher als 7 V war, wird die Erwärmungs zeit abgekürzt, jedoch war die Löschung zuverlässiger, wenn die Erwärmungszeit 2mal länger war als die der Aufzeichnung. Falls die angelegte Löschspannung 10 V oder höher war, konnte die Löschung nicht vollständig durchgeführt werden, weil 10 V über dem Bereich der Löschtemperatur liegt, und wenn die Erwärmungszeit für die Löschung 2mal länger als die für die Aufzeichnung war.
Kurz zusammengefaßt, wenn ein thermischer Kopf zur kompletten Löschung des auf dem Medium aufgezeichneten Bildes verwendet wird, sollte die Spannung reduziert und die Erwärmungszeit auf das 2-fache oder länger als die der Aufzeichnung bei niederer Temperatur als der Aufzeichnung sein.
Falls die Löschungs-/Erwärmungsvorrichtung nicht ein thermischer Kopf, sondern eine Erwärmungswalze oder flächenhaftes Erwärmungsglied ist, das auf konstanter Temperatur (z.B. 80 ºC) gehalten werden kann, dann ist die Erwärmungszeit für die Löschung das 2-fache oder länger als die der Aufzeichnung. Es wird angenommen, daß bei Verwendung von niedermolekular-organischem Mediumtyp es längere Zeit in Anspruch nimmt, für den Übergang der Polykristallinen-Phase (trüb) zur Einkristallinen-Phase (transparent) benötigt wird als der umgekehrte Phasenübergang In der trüben Phase befinden sich die Moleküle in der Aufzeichnungsschicht des Mediums 10 in teilweise geschmolzenem Zustand, und wenn die Aufheizungszeit ent sprechend länger ist, geht die Polykristalline-Phase in die Einzeikristalline (transparente Phase) über. Ähnliche Ergebnisse wurden erhalten mit anderen Löschungs-/Erwärmungsvorrichtungen wie Laserstrahlen, Blitzlicht oder ähnlichem. Selbst wenn ein Leukofarbstoff-Mediumtyp verwendet wurde, war die Erwärmungszeit für die Löschung 2mal oder länger als die der Aufzeichnung.
Die Experimente wurden mit demselben Gerät und Aufzeichnungsbedingungen wie beim 1. Beispiel durchgeführt und die Erwärmungszeit für die Löschung war 2mal oder länger als die der Aufzeichnung. Die ursprünglichen Charakteristiken und die maximale Wiederholungszahl des Mediums waren ähnlich denen des 1. Beispiels.

3. Beispiel

Im 3. Beispiel wurde der Temperaturbereich des Mediums für die Löschung im Gerät nach Figur 1 auf 15 ºC oder höher eingestellt, mit entsprechender Auswahl der verwendeten Medienmaterialien.
Figur 8(a) zeigt die Löschungscharakteristik des Mediums. Als Löschungs-/Erwärmungsvorrichtung wurde ein heißer Stempel benutzt und die Temperaturen und die optische Dichte für die Aufzeichnung (oder Löschung) mit einem Druck von 100 KPa (1 kg/cm²) für 2 sec beaufschlagt und in Figur 8 dargestellt. Die Charakateristiken für den heißen Stempel zeigen, daß wenn die Erwärmungstemperatur zwischen 75 ºC und 100 ºC ist, daß das aufgezeichnete Bild im Medium 10 gelöscht werden kann. Der Bereich der Löschtemperatur des Mediums ist 25 ºC. Der Bereich der Löschtemperatur hängt von der Zusammensetzung des Materials der Aufzeichnungsschicht im Medium 10 ab und kann zwischen ungefähr 5 ºC und ungefähr 50 ºC variiert werden.
Figur 8(b) ist eine graphische Darstellung mit der vertikalen Achse für den Wert Δ und der horizontalen Achse für die maximale Wiederholungszahl. Die verwendeten Parameter wurden festgelegt, so daß der Löschtemperaturbereich des Mediums 10 bei 5 ºC, 10 ºC, 12,5 ºC, 15 ºC, 20 ºC, 25 ºC, 30 ºC und 40 ºC möglich war. Z.B., wenn der Löschtemperaturbereich 5 ºC beträgt, d.h., daß wenn das Medium zwischen 77,5 ºC und 82,5 ºC erwärmt wird, kann das aufgezeichnete Bild gelöscht werden. Wenn der Löschtemperaturbereich 10 ºC beträgt, bedeutet dies, daß das Bild durch Erwärmung des Mediums zwischen 75 ºC und 85 ºC gelöscht werden kann.
Experimente wurden mit Hilfe der in Bild 1 gezeigten Vorrichtung, mit einem thermischen Kopf als Erwärmungsvorrichtung oder eine von beiden, thermischen Kopf oder erwärmter Walze als Löschvorrichtung durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, daß wenn der Löschtemperaturbereich zwischen 12,5 ºC und tiefer liegt, die maximale Wiederholungszahl abnimmt. Falls der Löschtemperaturbereich 15 ºC oder höher ist, kann das Bild auf dem Medium vollständig gelöscht werden. Wenn der Löschtemperaturbereich 25 ºC, 30 ºC oder 40 ºC beträgt, werden ähnliche Ergebnisse wie bei 15 ºC oder 20 ºC erhalten (nicht dargestellt). Als Grund dafür, daß der Löschtemperaturbereich unterhalb von 15 ºC eine kleinere Wiederholungszahl des Mediums ergibt, kann folgendes in Betracht gezogen werden. Zunächst ist die vorgegebene Temperatur nicht gut genug auf 7,5 ºC der erwünschten Temperatur eingeregelt, unter Verwendung der Löschungs-/Erwärmungsvorrichtung 18, wegen der Gestalt des Widerstandes in der Vorrichtung der Wärmeabhängigkeit des Resistors selbst oder eine ungleiche Druckverteilung in der Vorrichtung.
Der thermische Kopf und die erwärmte Walze und ihre Regeleinrichtungen, wie sie in Figur 1(a) gezeigt sind und in den Experimenten verwendet wurden, haben Genauigkeiten wie sie normalerweise im Bereich der thermischen Aufzeichnung verwendet werden wie Wärmeübergangsaufzeichnung und Ähnliches. Falls die eingegestellte Temperatur gut unterhalb 7,5 ºC geregelt wird, müssen diese Vorrichtungen mit unterschiedlichen Spezifikationen als gewöhnliche hergestellt werden. Dies führt natürlich zu einer Vergrößerung der Herstellungskosten. Zweitens, wenn die Löschgeschwindigkeit groß ist hat das Medium keine Zeit, vom vorangehenden bis zum nächsten Schritt abzukühlen und die Wärme wird im Medium über den Löschtemperaturbereich aufgestaut. Um die maximale Wiederholungszahl zu vergrößern und das Bild in dem Medium verläßlich ohne zusätzliche Kosten für die Ausrüstung zu löschen, ist es notwendig 15 ºC oder höher für den Löschtemperaturbereich im Medium 10 einzustellen.
Die Löschvorrichtung kann aus einem thermischen Kopf, einer erhitzten Walze, planaren Erwärmungseinrichtungen oder aus Lichteinstrahlungsvorrichtungen bestehen. Zusätzlich hat unterschiedliches Material keinen Einfluß auf die Regelung des Löschtemperaturbereiches, falls das Medium einen Bereich höher als 15 ºC hat. In diesem Beispiel, wenn der Löschtemperaturbereich des Mediums 15 ºC oder höher ist, können die Erwärmungseinrichtungen und Regeleinrichtungen für das Gerät verwendet werden, wie sie für den thermischen Druck und Thermographie als Erwärmungseinrichtung und Erwärmungsregeleinrichtungen weit verbreitet sind. Im besonderen benötigt ein Gerät nach der vorliegenden Erfindung keine Erwärmungsvorrichtungen und Erwärmungsregeleinrichtungen mit hoher Genauigkeit.

4. Beispiel

Das 4. Beispiel bezieht sich auf die Lösch-/Erwärmungsvorrichtungen des Gerätes.
Figur 9(a) zeigt den Einfluß der Breite der Löschlerwärmungsvorrichtung 18, das ist die Länge dieser Einrichtung 18, wie sie sich in Richtung und mit der Löschgeschwindigkeit für das Bild im Medium bewegt. Figur 9(b) illustriert die Breite der Lösch-/Erwärmungsvorrichtung 18 und die Richtung in der das Medium bewegt wird. In Figur 9(a) bedeutet das Symbol " " eine vollständig löschbare Fläche, das Symbol "Δ" bedeutet eine löschbare Fläche; und das Symbol "X" eine nicht löschbare Fläche. Die Aufzeichnungsbedingungen waren 14 V für die angelegte Spannung, 2 ms der angewendeten Zeit und 0,3 für die optische Dichte. Die Löschgeschwindigkeit und die Breite der Lösch-/Erwärmungsvorrichtung 18 waren unterschiedlich. Im Ergebnis konnte das Bild vollständig gelöscht werden, wenn die Löschgeschwindigkeit 50 mm/sec und die Breite der Lösch-/Erwärmungseinrichtung 18 größer als 50 µm unter den oben angegebenen Bedingungen war. Daraus folgt vorzugsweise, daß die Breite der Lösch-/Erwärmungsvorrichtung 150 µm oder mehr beträgt, bei einer Löschgeschwindigkeit von 150 mm/sec. Diese Abhängigkeit ergibt, daß Linien oder zu löschende Punkte eine bestimmte gesicherte Zeit benötigen sich aufzuheizen. Das Verhältnis zwischen der Breite der Lösch-/Erwärmungsvorrichtung und der Löschgeschwindigkeit dürfte zufriedenstellend sein, wenn die Lösch-/Erwärmungseinrichtungen mit Tmm/s und die Löschgeschwindigkeit Tµm oder mehr ist; bzw. gleich oder größer als Tµm. Falls eine solche Abhängigkeit zwischen der Löschgeschwindigkeit und Breite der Lösch-/Erwärmungseinrichtung nicht eingehalten wird, wird die für die Löschung erforderliche Energie unzureichend. Demgemäß sind die Punkte und Bilder auf dem Medium nicht löschbar, wenn das Medium nicht ausreichend erwärmt wird. Das Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung gestattet, das Bild auf dem Medium mit der gleichen Geschwindigkeit zu löschen wie aufzunehmen.
Figur 10(a) zeigt die Abhängigkeit zwischen dem aufgebrachten Druck auf die Lösch-/Erwärmungsvorrichtung 18 und die vorstehenden ΔOD. Das Ergebnis wurde aus 500 Wiederholungen für Aufzeichnung und Löschung des Bildes erhalten. Je höher der Druck, desto besser sind die Löschcharakteristiken und 8 x 10³ Pa des Druckes ist ausreichend für die Löschung. Figur 10 (b) zeigt die Abhängigkeit zwischen dem Druck und der maximalen Wiederholungszahl. Aus Figur 10(b) folgt, daß je höher der Druck, desto geringer die Wiederho lungszahl. Wenn unnötiger Druck auf die Erwärmungsvorrichtung ausgeübt wird, erleidet die Erwärmungsvorrichtung Schaden durch Deformation und Auslaufen aus der Spur. Im schlimmsten Falle, erhält das Medium eine rauhe Oberfläche mit physischen Spuren der Erwärmungsvorrichtungen und dies bewirkt, daß die Wiederholungszahl niedriger als bei kleineren Drücken wird. Eine größere Antriebsvorrichtung (Motor) oder ähnlichem ist erforderlich, um das Medium 10 zu bewegen und führt zu einer Herstellung mit hohen Kosten. Diese Probleme rühren von einer nicht notwendigen aufgebrachten hohen Energie auf das Medium und Erwärmungseinrichtungen her. Wenn beide, Erwärmung und aufgebrachter Druck, wie sie für die Löschung des Bildes auf dem Medium notwendig sind, eingestellt werden, kann die Abhängigkeit zwischen den beiden sehr genau bestimmt werden. Jedoch sollte als Ergebnis unserer Versuche der Druck zwischen 8 x 10³ Pa und 5 x 10&sup4; Pa eingestellt werden, ohne Rücksicht auf die Erwärmungszeit.
Wenn die Lösch-/Erwärmungsvorrichtungen des Gerätes nach Figur 1(a) für Aufzeichnungen und Löschungen des Bildes 10.000mal verwendet wurden, bei vorgegebener Breite der Lösch-/Erwärmungseinrichtung in Abhängigkeit der Löschgeschwindigkeit und Optimierung des aufgebrachten Druckes auf die Lösch-/Erwärmungsvorrichtung zwischen 8 x 10³ Pa und 5 x 10&sup4; Pa, dann wurde das Bild vollkommen gelöscht.
Die Lösch-/Erwärmungsvorrichtung 18 kann ein thermischer Kopf, eine erwärmte Walze oder eine planare Erwärmungsvorrichtung und Ähnliches sein.
Auch wenn das vorstehend in Figur 1(a) gezeigte Gerät aus thermischen Köpfen als Aufzeichnungs-/Erwärmungsmittel 12 und Lösch-/Erwärmungsmittel 18 gezeigt ist, können die Lösch-/Erwärmungsvorrichtung 18 ein planares Erwärmungselement wie ein keramisches Heizelement und ein Trägerelement 24 aus Plastikmaterial mit Gummi oder Teflon beschichtet, anstatt der Vorschubwalze wie in Figur 1(b) bestehen. Weiter kann die Löschlerwärmungsvorrichtung 18 eine beheizte Walze 26 wie in Figur 2(a) sein. In diesem Fall wird die Breite der Lösch-/Erwärmungsvorrichtung definiert, als der Teil der beheizten Walze 26, die das Medium 10 berührt. Anstelle der Vorschubwalze 20, kann die beheizte Walze 26 auf jeder Seite des Mediums 10 oder unterhalb des Mediums 10 angeordnet sein. Weiter wird eine einzige Erwärmungsvorrichtung 28 zur Aufzeichnung und Löschung, wie in Figur 2(b), verwendet. Eine solche einzelne Erwärmungsvorrichtung 28 kann durch eine Regelungseinrichtung 30 für Aufzeichnung und Löschung elektrisch geregelt werden. Solche Abände rungen des Gerätes sind in den Umfang der Erfindung eingeschlossen. Auch wenn die beschriebenen Beispiele sich auf organisch-niedermolekulare Farbstofftypen beziehen, für das Medium 10 wird die Erfindung nicht auf dieses Material beschränkt und andere bekannte reversible Medien können Verwendung finden. In anderen Beispielen sind Leuko oder andere Farbstoffe für die vorliegende Erfindung brauchbar. Derselbe Effekt wurde erhalten von einem organisch-niedermolekularen Farbstofftyp mit trüber Phase bei hoher Temperatur und transparenter Phase bei niedriger Temperatur und umgekehrt.
Aus der vorangegangenen ergibt sich, daß die vorliegende Erfindung die Aufzeichnungs- und Löschungsbe dingungen für einen wiederbeschreibbaren Aufzeichnungsvorgang optimiert werden können. Die vorliegende Erfindung ermöglicht einen Wiedergabekontrast und eine maximale Wiederholungszahl zu vermitteln, die im wesentlichen ähnlich den Grenzen für die Aufzeich nungs- und Löschungsreaktionen nach den physikalischen und chemischen Änderungen im wärmeempfindlichen Material ist, die die Aufzeichnungsschicht bildet.
Wenn der Löschtemperaturbereich für das reversible wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial in einem wiederbeschreibbaren Aufzeichnungs-/Wiedergabegerät gleich oder höher als 15 ºC gewählt wird, kann das in der vorliegenden Erfindung gewählte Medium einer zuverlässigen Löschreaktion unterworfen werden und dabei vereinfachte Geräteausführungen, bestehend aus Lösch-/Erwärmungsvorrichtungen und Regeleinrichtungen verwendet werden.
Wenn die Löschgeschwindigkeit gleich Tmm/s in einem wiederbeschreibbaren Aufzeichnungs-/Wiedergabegerät ist und wenn die Breite der Lösch-/Erwärmungseinrichtung gleich oder größer als Tµm und der Druck auf die Lösch-/Erwärmungsvorrichtung sich zwischen 8 x 10³ Pa und 5 x 10&sup4; Pa bewegt, kann das wiederbeschreibbare Aufzeichnungs-/Wiedergabegerät eine bessere maximale Wiederholungszahl aufweisen und eine verläßliche und vollständige Löschfunktion verwirklichen.

Claims

1. Verfahren zur wiederholten Aufzeichnung und Löschung für ein thermoreversibles Aufzeichnungsmedium mit einer optischen Dichte, gekennzeichnet durch die Schritte:

a) Aufzeichnung eines Bildes auf dem Medium durch Anwendung von Energie auf das Medium mit einem Heizelement mit einem Energieniveau zwischen dem 0,8- und 1,5-fachen des Energieniveaus, bei dem die Sättigung der optischen Dichte des Mediums erreicht ist, wobei das Energieniveau, bei dem die Sättigung erreicht ist, als Niveau definiert ist, bei dem die optische Dichte mit weniger als 10 % variiert, wenn eine weitere Energie auf das Medium wirkt; und

(b) die Löschung des Bildes auf dem Medium durch Anlegen einer Spannung am Heizelement in einem Bereich zwischen dem 0,3- und 0,9- fachen der Spannung, die im Schritt für die Aufzeichnung an das Heizelement angelegt ist, erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmungszeit für die Löschung des Bildes auf dem Medium mehr als doppelt so lang wie die Erwärmungszeit für die Aufzeichnung des Bildes auf dem Medium ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschungsgeschwindigkeit für das Bild auf dem Medium größer als oder gleich T mm/s, und die Größe eines Löschungs-/Erwärmungselementes Tµm oder mehr ist, und daß ein Druck auf das Löschungs-/Erwärmungselement, der einem Wert zwischen 8 x 10³ Pa und 5 x 10&sup4; Pa entspricht, wirkt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschungsspannung in einem Bereich zwischen dem 0,68-fachen und dem 0,86-fachen der Aufzeichnungsspannung gesteuert wird, wenn die Erwärmungszeit zur Löschung gleich zu der zur Aufzeichnung ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschungsspannung in einem Bereich zwischen dem 0,4-fachen und dem 0,7-fachen der Aufzeichnungsspannung gehalten wird, wenn die Erwärmungszeit doppelt so groß wie die Erwärmungszeit bei der Aufzeichnung ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschungsspannung in einem Bereich zwischen dem 0,5-fachen und dem 0,75-fachen der Aufzeichnungsspannung gehalten wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsenergie in einem Bereich zwischen dem 1,05-fachen und dem 1,2-fachen der Sättigungsbeginn-Energie gehalten wird.