JP2000218839A - 記録装置及び記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 改ざん防止の効果が大きく、かつ記録装置の
小型化・低価格化が可能な可視像の書換え可能な記録装
置及び記録方法を提供する。 【解決手段】 記録媒体１が供給されると、搬送ローラ
対１０が装置内部へと搬送し、タイミングセンサ１５の
検知結果から生成されたタイミングに基づいて、発熱体
ヘッド１１が記録媒体１に対して可視像の全面記録を行
う。次に、強制冷却部１２が全面記録された記録媒体１
の全面を冷却し、サーマルヘッド１３により非画像部の
消去を行うようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱により可視画像
の表示・消去が繰り返し可能な表示部を備えた記録媒体
に所要の記録・消去を行なう記録装置及び記録方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来のハードコピー記録乃至記録装置
は、紙等の記録媒体に外部からのインクあるいはトナー
などを、選択的に被着（付着）することによって所要の
画像形成を行なうか、あるいは感熱記録紙のように記録
層を紙などの基材面上に設けた記録媒体を用い、この記
録媒体の記録層に可視画像を形成するなど永久画像を記
録するものであった。しかし、各種ネットワーク網の構
築、ファクシミリ、複写機の普及に伴い、これら記録媒
体の消費量も急激に増大しており、この記録媒体の消費
量増大は、一方で森林破壊などの自然破壊問題、ごみ処
理などの社会問題を起こしている。これらの問題に対応
するために、記録紙（記録媒体）の再生など記録媒体消
費量の削減が強く要求されており、この課題に対して記
録・消去を繰り返し行える記録媒体が注目され、多くの
関心が寄せられている。

【０００３】このような記録・消去が繰り返し可能な記
録媒体として、記録媒体に与えられる加熱温度により透
明と白濁の両状態を可逆的に変化可能な記録材料が提案
されている（例えば、特開昭５５−１５４１９８号公
報）。更に、与えるエネルギの違いにより、発色と消色
の２つの状態を示すロイコ染料を発色源とした記録材料
も発表されている（例えば、ＪａｐａｎＨａｒｄｃｏｐ
ｙ １９９０，ＮＩＰ−２，Ｐ１４７（１９９０））。

【０００４】上述したような記録・消去が繰り返し可能
な記録材料を用いる記録装置は、サーマルヘッドで記録
・消去できるため、記録装置の小型化が可能で、ポイン
トカード等で実用化されている。しかし、サーマルヘッ
ドで簡単に記録・消去できるため、不正に改ざんされる
危険性がある。

【０００５】このため、改ざんを防止する記録媒体や記
録方法が種々提案されている。例えば、特開平６−９２
０１８号公報に記載されたカードは、可逆性感熱記録材
料層の下に不可逆性感熱記録材料層を備えており、この
可逆性感熱記録材料層に印字した部分をホットスタンプ
で消去しようとすると、可逆性感熱記録材料層は消去で
きるが、不可逆性感熱記録材料層にまで熱が伝わり、不
可逆性感熱記録材料層が発色して改ざんが明らかになる
ものである。

【０００６】また、特開平７−３１４８９９号公報に記
載された感熱記録媒体は、第１の可逆性感熱記録層の下
に光熱変換層と第２の可逆性感熱記録層を備えており、
サーマルヘッドで第１の可逆性感熱記録層と第２の可逆
性感熱記録層を同時に書き換えるもので、改ざんを防止
したい重要な情報はレーザ光で第１の可逆性感熱記録層
と第２の可逆性感熱記録層に同時に記録するものであ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
６−９２０１８号公報に記載されたカードでは、記録・
消去をサーマルヘッドで行えば容易に改ざんされてしま
うという問題がある。また、特開平７−３１４８９９号
公報に記載された感熱記録媒体では、数十ｍＷと高出力
のレーザを必要とし、またレーザ光学系を使うため、記
録装置が大型となり高価となるという問題がある。

【０００８】本発明は、以上の点に鑑みなされたもの
で、改ざん防止の効果が大きく、かつ記録装置の小型化
・低価格化が可能な可視像の書換え可能な記録装置及び
記録方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の記録装置は、加熱エネルギの制御により発
色状態と消色状態が可逆的に変化しかつ消色状態とする
第１の加熱エネルギよりも発色状態とする第２の加熱エ
ネルギの方が大きなエネルギを要する記録媒体を搬送す
る搬送手段と、熱伝導性基板上に形成された薄膜ないし
厚膜の発熱抵抗体で形成され、上記搬送手段により搬送
される上記記録媒体に対して上記第２の加熱エネルギを
付与する第１の加熱手段と、この第１の加熱手段により
加熱された上記記録媒体を冷却することにより全面発色
させる冷却手段と、複数の発熱体からなり上記第１の加
熱手段と上記冷却手段により全面発色された上記記録媒
体に対して記録する画像に応じて非画像部に上記第２の
加熱エネルギよりもエネルギの小さい上記第１の加熱エ
ネルギを付与する第２の加熱手段とを有するものであ
る。

【００１０】上述する構成により、本発明は、搬送手段
により搬送される記録媒体に対して、熱伝導性基板上に
形成された薄膜ないし厚膜の発熱抵抗体で形成された第
１の加熱手段により発色状態とする第２の加熱エネルギ
を付与し、次に記録媒体を冷却手段により冷却した全面
発色させた後、複数の発熱体からなる第２の加熱手段に
より記録媒体の非画像部に対して第２の加熱エネルギよ
りもエネルギの小さい消色状態とする第１の加熱エネル
ギを付与するようになっている。これより、改ざん防止
の効果が大きく、かつ記録装置の小型化・低価格化が可
能な可視像の書換えができる。

【００１１】上記目的を達成するために、本発明の記録
装置は、加熱エネルギの制御により発色状態と消色状態
が可逆的に変化しかつ消色状態とする加熱エネルギより
も発色状態とする加熱エネルギの方が大きい記録媒体を
搬送する搬送手段と、熱伝導性基板上に形成された薄膜
ないし厚膜の発熱抵抗体で形成され、上記搬送手段によ
り搬送される上記記録媒体に対して発色状態とする加熱
エネルギを付与することにより全面発色させる第１の加
熱手段と、複数の発熱体からなり上記第１の加熱手段に
より全面発色された上記記録媒体に対して記録する画像
に応じて非画像部に上記発色状態とする加熱エネルギよ
りもエネルギの小さい消色状態とする加熱エネルギを付
与する第２の加熱手段と、消色状態とする画素数を計数
する計数手段と、この計数手段による計数結果に基づい
て上記第２の加熱エネルギにより付与する消去状態とす
る加熱エネルギを変化させるよう制御する制御手段とを
有するものである。上述する構成により、本発明は、改
ざん防止の効果が大きく、かつ記録装置の小型化・低価
格化が可能な可視像の書換えができる。

【００１２】また、上記目的を達成するために、本発明
の記録方法は、加熱エネルギの制御により発色状態と消
色状態が可逆的に変化しかつ消色状態とする第１の加熱
エネルギよりも発色状態とする第２の加熱エネルギの方
が大きなエネルギを要する記録媒体に対して発色用の第
２の加熱エネルギを付与することにより上記記録媒体を
全面発色させ、この全面発色された上記記録媒体に対し
て記録する画像に応じて非画像部には上記第２の加熱エ
ネルギよりも小さい消色状態とする第１の加熱エネルギ
を付与し、画像部には上記第１の加熱エネルギよりも小
さい非消色状態とする第３の加熱エネルギを付与するも
のである。これより、改ざん防止の効果が大きく、かつ
記録装置の小型化・低価格化が可能な可視像の書換えが
できる。

【００１３】また、上記目的を達成するために、本発明
の記録方法は、加熱エネルギの制御により発色状態と消
色状態が可逆的に変化しかつ消色状態とする第１の加熱
エネルギよりも発色状態とする第２の加熱エネルギの方
が大きなエネルギを要する記録媒体に対して発色用の第
２の加熱エネルギを付与することにより上記記録媒体を
全面発色させ、この全面発色された上記記録媒体に対し
て記録する画像に応じて非画像部には消色加熱を行う画
素数に応じて変化させた上記第１の加熱エネルギを付与
するものである。これより、改ざん防止の効果が大き
く、かつ記録装置の小型化・低価格化が可能な可視像の
書換えができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の第１の実施の形態について詳細に説明する。図１は、
本発明の記録装置の要部について概略構成を断面的に示
したものである。この記録装置は、供給される記録媒体
１を装置内部へと搬送する搬送ローラ対１０と、搬送さ
れる記録媒体１に接触して記録媒体１に対して可視像の
全面記録を行う発熱体ヘッド１１と、搬送される記録媒
体１に接触して記録媒体１の全面を冷却する強制冷却部
１２と、搬送される記録媒体１に接触して記録媒体１に
対して非画像部の消去を行うサーマルヘッド１３とが設
けられている。

【００１５】また、記録媒体１の搬送路を挟んで発熱体
ヘッド１１、強制冷却部１２、サーマルヘッド１３の夫
々に対向する位置には、記録媒体１を押し付け搬送する
プラテンローラ１４が設けられ、搬送ローラ対１０の搬
送方向上流には搬送される記録媒体１を検知して、記録
媒体１に記録するタイミングを生成するためのタイミン
グセンサ１５が設けられている。

【００１６】このように構成された記録装置に記録媒体
１が供給されると、搬送ローラ対１０が装置内部へと搬
送し、タイミングセンサ１５の検知結果から生成された
タイミングに基づいて、発熱体ヘッド１１が記録媒体１
に対して可視像の全面記録を行う。次に、強制冷却部１
２が全面記録された記録媒体１の全面を冷却し、サーマ
ルヘッド１３により非画像部の消去を行うようになって
いる。

【００１７】次に、記録媒体１の構成について、図２を
用いて説明する。図２は、記録媒体１の要部構成を断面
的に示している。図２に示すように、ポリエチレンフタ
レート（ＰＥＴ）等の樹脂で形成された形状の基材２の
表面上には、可逆感熱記録層３、更に保護層４が順番に
積層形成されている。可逆感熱記録層３は、主にロイコ
染料と呼ばれる染料剤と、このロイコ染料と加熱により
反応して発色させる、あるいは減色させる顕減色剤とに
よって構成されており、加熱してロイコ染料及び可逆顕
色剤を溶融状態にした後、急速に冷却すると発色状態と
なり、加熱・溶融後除冷すると消色状態となる。また、
与える加熱エネルギの違いにより発色状態と消色状態の
２つの状態に変化させることが可能である（例えば、Ｊ
ａｐａｎＨａｒｄｃｏｐｙ ９６，リライタブル記録，
Ｐ６５（１９９６））。

【００１８】図２に示す記録媒体１の記録、消去特性に
ついて、図３を用いて説明する。図３は、８ドット（発
熱素子）／ｍｍの解像度のサーマルヘッドによる記録特
性を示している。図３に示すように、縦軸は画像濃度、
横軸は記録媒体に与える加熱エネルギを示している。ま
た、図中点線はまだ発色していない初期状態の記録媒体
１に加熱エネルギを与えた時の濃度変化を示し、実線は
一度発色させた記録媒体１に消色するような加熱エネル
ギを与えた時の濃度変化を示している。

【００１９】図中の発色、消色の濃度変化特性からわか
るように、消色は発色よりも低い加熱エネルギでおき、
加熱エネルギを低い方から徐々に上げていくにしたが
い、画像濃度が低くなっていき、ある部分を過ぎると再
び発色し始めるようになる。画像濃度が最も低くなる消
色状態の加熱エネルギは約０．８ｍＪ／ｄｏｔで、８ド
ット（発熱素子）／ｍｍの解像度のサーマルヘッドで十
分加熱できる加熱エネルギである。反面、発色状態で画
像濃度が最も高くなる加熱エネルギは約１．６ｍＪ／ｄ
ｏｔで、この加熱エネルギはサーマルヘッドでは不足で
あるため、後述する専用の発色手段を用いて発色を行っ
ている。

【００２０】次に、発熱体ヘッド１１について図４乃至
図５を用いて説明する。図４は、発熱体ヘッド１１の平
面的な構成を示しており、図５は図４のＡ−Ａ方向から
の断面的な構成を示している。即ち、この発熱体ヘッド
１１は、図４に示すように、例えば厚さ１ｍｍのセラミ
ック基板１１ａ上の中心から外れた位置に、幅１ｍｍ、
厚さ２０μｍで帯状に形成された薄膜発熱抵抗体１１ｂ
を形成し、その両端に給電電極１１ｃを形成している。
さらに、図５に示すように、表面性を良くすると共に、
耐摩耗性等を持たせるために結晶化ガラスからなる保護
膜１１ｄを給電電極１１ｃを除いた表面に被着形成した
構成を成している。そして、発熱体ヘッド１１に、所要
の電力を供給することによって、発熱抵抗体（薄膜発熱
抵抗体）１１ｂを発熱させ、発熱体ヘッド１１面に接触
しながら移動する記録媒体１に記録が可能な熱エネルギ
を与える機能を有する。

【００２１】強制冷却部１２について図６を用いて説明
する。図６は、強制冷却部１２を概略的に示す斜視図で
ある。図６に示すように、強制冷却部１２は、熱伝導性
の良好な銅などの金属２１で構成され、その側面には金
属２１を冷却させる複数のペルチェ素子２２が設けられ
ている。ペルチェ素子２２は周知のように熱電子冷却素
子であり、ペルチェ素子２２が設けられている金属２１
の面を吸熱側、他の面を放熱側となるように取り付けら
れている。放熱側からの熱は図示しないファンにより機
外へ放出される。そして、ペルチェ素子２２に所定の直
流電流を供給することによって、金属２１を冷却させ、
金属２１面に接触しながら移動する記録媒体１を冷却す
る。

【００２２】記録媒体１を発色させるためには、発熱体
ヘッド１１により加熱した後に急速に冷却する必要があ
る。そこで、図４に示す発熱体ヘッド１１と図６に示す
強制冷却部１２との間の距離Ｌの関係について図７を用
いて説明する。図７は、記録媒体１の搬送速度と、発熱
体ヘッド１１と強制冷却部１２との間の距離を変えて記
録媒体１が発色したか否かを実験した結果を示す。横軸
が記録媒体１の搬送速度Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）、縦軸が発
熱体ヘッド１１と強制冷却部１２との間の距離Ｌ（ｍ
ｍ）を示している。そして、直線の下側の部分が発色す
る領域で、直線の上側が発色しない領域である。この実
験結果から発色条件は、Ｌ（ｍｍ）≦０．８（ｓｅｃ）
＊Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）を満たす場合である。

【００２３】次に、可視像の書換記録動作を実現するた
めの制御部について図８を用いて説明する。図８に示す
ように、ＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニッ
ト）３０は、入出力インターフェイス（Ｉ／Ｏ）３１を
介して全体の動作を一元管理している。ＲＯＭ３２は、
記録媒体１を搬送する搬送速度や可視像を記録する画像
データ等の設定データを予め記憶しており、必要に応じ
てＲＡＭ３３に呼び出すことにより各動作の設定を行
う。また、Ｉ／Ｏ３１を介して、発熱体ヘッド１１を駆
動する発熱体ヘッド駆動回路３４と、サーマルヘッド１
３を駆動するサーマルヘッド駆動回路３５と、ペルチェ
素子２２を駆動するペルチェ素子駆動回路３６と、搬送
ローラ対１０を回転させる搬送モータ３７を駆動する搬
送モータ駆動回路３８、及びタイミングセンサ１５が接
続されている。

【００２４】この様な制御構成により、まずタイミング
センサ１５が供給される記録媒体１を検知すると、ＣＰ
Ｕ３０へ検知信号が送られる。ＣＰＵ３０では、予めＲ
ＯＭ３２から読み出されＲＡＭ３３に設定されていた搬
送速度データに基づいて、搬送モータ駆動回路３８へ搬
送開始指令を出力する。すると、搬送モータ３７が予め
設定された速度で駆動され、搬送ローラ対１０を回転駆
動することにより、記録媒体１を所定の速度で搬送す
る。また、ＣＰＵ３０は、タイミングセンサ１５が記録
媒体１を検知した時点から時間をカウントすることによ
り、記録動作タイミング信号を生成し、発熱体ヘッド駆
動回路３４とサーマルヘッド駆動回路３５へ夫々動作指
令を出力する。また、ペルチェ素子駆動回路３６はペル
チェ素子２２に直流電流を供給する。

【００２５】次に、発熱体ヘッド駆動回路３４により発
熱体ヘッド１１を駆動する通電パルスについて図９を用
いて説明する。図９は、発熱体ヘッド１１を通電する通
電パルス（イネーブル信号）を示している（信号はロー
アクティブ）。図９に示すように、搬送されてきた記録
媒体１をタイミングセンサ１５が検知すると、発熱体ヘ
ッド１１の通電を開始する。そして、記録媒体１が発熱
体ヘッド１１に到達する前に発熱体ヘッド１１の温度が
ロイコ染料及び可逆顕色剤を溶融状態にしえる温度まで
連続通電し（Ｂ）、その後は連続した一定の通電パルス
（Ｃ）を発熱体ヘッド１１に印加してその温度を維持す
る。

【００２６】次に、サーマルヘッド駆動回路３５により
サーマルヘッド１３を駆動する通電パルスについて図１
０を用いて説明する。図１０は、サーマルヘッド１３を
通電する通電パルス（イネーブル信号）を示している
（信号はローアクティブ）。図１０に示すように、１ラ
イン記録周期内でパルス駆動を行うもので、消色印字を
行う場合はパルス通電を行い、消色印字を行わない場合
には無通電とする。

【００２７】次に、図１１を用いて、発熱体ヘッド１１
と強制冷却部１２とサーマルヘッド１３とにより記録媒
体１の可視像を書き換え記録する書換記録動作について
説明する。図１１は、発熱体ヘッド１１、強制冷却部１
２、サーマルヘッド１３によって記録媒体１の可視像が
書き換えられている様子を模式的に示したものである。
図１１に示すように、記録媒体１は矢印Ｄ方向へ搬送さ
れ、搬送上流（図中下）から順に発熱体ヘッド１１の発
熱抵抗体１１ｂ、強制冷却部１２、ライン型サーマルヘ
ッド１３の発熱抵抗体列４３が配されている。そして、
アルファベット文字「Ｌ」という可視像が記録されてい
る記録媒体１が搬送され、アルファベット文字「Ｔ」に
書き換えられる様子を示している。

【００２８】記録媒体１に記録された既画像であるアル
ファベット文字「Ｌ」（図中、斜線で示す）は、発熱抵
抗体１１ｂにより発色加熱を受けた後、強制冷却部１２
により急速冷却されることにより全面記録される。次
に、全面記録された画像のうちで、発熱抵抗体列４３に
よりアルファベット「Ｔ」を形成しないスペースドット
に対応する部分（図中、横線で示した発熱抵抗体列４
３）が選択的に消色加熱され、消去状態となる。つま
り、発熱抵抗体列４３によって加熱されない記録層部分
はそのまま保持されるため、斜線部で示されるアルファ
ベット「Ｔ」が記録されるようになっている。

【００２９】以上説明したように、第１の実施の形態で
は、ロイコ染料を発色源としたリライタブル記録媒体に
対して、熱伝導性基板上に形成された薄膜、もしくは厚
膜の発熱抵抗体で形成される第１の加熱手段で全面記録
加熱を行った後、強制冷却手段で全面冷却させ、その
後、複数の発熱体からなる第２の加熱手段（サーマルヘ
ッド）で消去加熱を行うことにより記録画像を形成して
いる。このため、サーマルヘッドでは加熱エネルギが足
りないため、消去が出来ても記録が出来ず、また、ホッ
トスタンプやヒートローラ等では熱容量が大きいため消
去は出来ても記録は出来ないため、改ざんが困難になる
という効果がある。

【００３０】また、画像記録媒体１の搬送速度をＶとす
ると、第１の加熱手段と強制冷却手段との間の距離Ｌを
０．８（ｓｅｃ）＊Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）以下とすること
により、十分な発色濃度を得ることが可能となる。

【００３１】尚、上記第１の実施の形態では、発熱体ヘ
ッド１１の発熱抵抗体１１ｂを薄膜に形成したが、厚膜
であっても良く、その形状乃至構造に限定されない。ま
た、記録にあたっての通電方法もＤＣパルス駆動に制約
されるものではなく、ＡＣ駆動でも良い。また、強制冷
却部材１２についても金属２１の熱を室温と交換する熱
交換器と、熱交換器の熱を放熱する放熱フィンで構成し
ても同様の効果が得られる。

【００３２】次に、本発明の第２の実施の形態について
詳細に説明する。第１の実施の形態では、発熱体ヘッド
１１と強制冷却部１２間の距離Ｌについては第１の実施
の形態にて述べた発色条件を満たせば記録媒体１の発色
濃度が十分に得られる点を記述した。次に、第２の実施
の形態として、消色濃度についても十分得られる方法に
ついて説明する。即ち、使用するサーマルヘッドによっ
ては消色加熱を行う画素数の違いによって消去濃度が変
化してしまう場合がある。

【００３３】一般的なサーマルヘッドは、個々の発熱抵
抗体の一方がそれぞれ対応するドライバに接続され、発
熱抵抗体の他方がＤＣ電源に共通に接続されるダイレク
トドライブ方式となっている。このダイレクトドライブ
方式は発熱抵抗体全数（例えば、本実施の形態では４４
８個）と同数のドライバとの接続と、発熱抵抗体全数
（４４８個）とＤＣ電源側との接続を、非常に狭いスペ
ースで配線するため、細い金属パターンやワイヤが用い
られている。これら細い金属パターンやワイヤは導体で
はあるがわずかに抵抗を有しており、特に発熱抵抗体と
ＤＣ電源側の間の抵抗ｒが無視できない場合がある。こ
の抵抗ｒを考慮した発熱抵抗体の印加電力Ｐ、加熱エネ
ルギＥは次の式からなる。

【００３４】Ｐ＝（Ｖｈ−Ｖｄｓ−Ｖｒ）²／Ｒｈ Ｅ（ｍＪ／ｄｏｔ）＝Ｐ＊ｔ ここで、Ｖｈは印加電圧、Ｖｄｓはドライバの降下電
圧、Ｖｒは発熱抵抗体とＤＣ電源側間の降下電圧、Ｒｈ
はヘッド平均抵抗値、ｔは１画素周期内のパルス印加時
間（ｍｓ）である。

【００３５】発熱抵抗体とＤＣ電源側間の降下電圧Ｖｒ
はＤＣ電源側から発熱抵抗体に流れる電流に比例して大
きくなる。つまり、駆動する発熱抵抗体が少ないほどＤ
Ｃ電源側から流れる電流が少なくなるため、発熱抵抗体
とＤＣ電源側間の降下電圧Ｖｒは小さくなる。逆に駆動
する発熱抵抗体が多いほどＤＣ電源側から流れる電流が
多くなるため、発熱抵抗体とＤＣ電源側間の降下電圧Ｖ
ｒは大きくなる。この理由により、駆動する発熱抵抗体
が多いほど発熱抵抗体の印加電力Ｐ及び加熱エネルギＥ
が減少することになる。尚、この現象は、発熱抵抗体と
ＤＣ電源側の間の抵抗ｒに対して発熱抵抗体の抵抗値が
十分大きい場合には発生しないが、発熱抵抗体の抵抗値
が小さいほど発生する。

【００３６】次に、図１２を用いて、上述したような、
駆動する発熱抵抗体が多いほど発熱抵抗抵抗体の印加電
力Ｐ及び加熱エネルギＥが減少した場合の消去特性への
影響を説明する。縦軸は画像濃度、横軸は記録媒体に与
える加熱エネルギを示している。例えば、発熱抵抗体を
全画素駆動した状態で画像濃度が最も低くなる消色状態
になるようサーマルヘッド１３の加熱エネルギをＥ２に
設定すると、駆動する発熱抵抗体数が最も少ない１画素
では加熱エネルギがＥ３まで増加し、画像濃度が高くな
ってしまう。つまり、駆動する発熱抵抗体数の違いによ
って発熱抵抗体の加熱エネルギがＥ２〜Ｅ３の間で変化
し、これに伴い消色状態の画像濃度が変化してしまうた
め、消色濃度が均一にならない。

【００３７】図１３は、前述した消色濃度をサーマルヘ
ッド１３で均一に記録する際の、サーマルヘッド１３を
駆動する通電パルス（イネーブル信号）を示す（信号は
ローアクティブ）。図１３では、１画素記録周期内に２
つの通電パルスがあり、記録媒体１を消色させる場合は
１番目と２番目のパルスを使用し、消色しない場合（非
消色印字）は１番目のパルスを使用する。ここで、１番
目と２番目のパルスを使用した場合の加熱エネルギは、
図１２に示す最大消色濃度となる加熱エネルギＥ２に設
定している。また、１番目のパルスを使用した場合の加
熱エネルギは図１２に示す消色しない程度の加熱エネル
ギＥ１に設定している。また、１番目のパルス幅ｔ１と
２番目のパルス幅ｔ２は等しい。このような通電パルス
を用いることにより、例えば全画素駆動した場合と、１
画素駆動した場合の加熱エネルギの変動は、従来の駆動
方法（非消色時は駆動しない方法）では４４８：１であ
ったのに対して、本駆動方法では２：１と大幅に小さく
なる。このため、駆動する発熱抵抗体数の違いによる消
色濃度の変化が少なくなり、より均一な消去が行える。

【００３８】図１４は、図１３のサーマルヘッド通電パ
ルスを生成してサーマルヘッド１３を駆動するサーマル
ヘッド駆動回路３５と、その周辺部の構成を示したもの
である。図１４に示すように、サーマルヘッド駆動回路
３５には、可視像（記録部）を示す画像データ４４と、
全体の領域を示すマスクデータ４５との２つのデータが
入力される。この２つのデータが入力される消去／非消
去データ作成部４６は、消去部と非消去部の両方が混在
するデータへと加工される。即ち、画像データ４４とマ
スクデータ４５とが重ならない部分が消去データとな
り、画像データ４４が非消去データとなる。

【００３９】次に、消去／非消去データ作成部４６で作
成された消去／非消去データは消去／非消去パルスデー
タ演算部４７へ送られ、図１３に示すような消色用パル
スと非消色用パルスに変換される。そして、消色用パル
スと非消色用パルスはサーマルヘッド１３のドライバ４
８へ送られ、発熱抵抗体列４３は図１３に示すような駆
動方法で発熱駆動されるようになっている。

【００４０】以上説明したように、第２の実施の形態で
は、サーマルヘッドで記録する画像に応じて非画像部へ
の消去加熱と、消去加熱よりも低い加熱エネルギで画像
部への非消去加熱を選択的に行うことにより、消去する
画素数が変化しても、サーマルヘッドの加熱エネルギの
変動が小さくなるため、これにより消去濃度が均一とな
る。

【００４１】次に、第３の実施の形態では、第２の実施
の形態にて詳述した駆動方法よりも高精度に消色濃度の
変化を補正する方法について詳細に説明する。図１５
は、サーマルヘッド１３を駆動する通電パルス（イネー
ブル信号）を示す（信号はローアクティブ）。図１５で
は、１画素記録周期内に７つの通電パルスがあり、ｔ１
のパルス幅を有する１番目のパルスと、ｔ２の時間内に
パルス幅が夫々異なる２番目から７番目のパルスがあ
る。１番目のパルスは、消色通電パルスの基本パルス
で、２番目から７番目のパルスは発熱抵抗体数の違いに
よって変化する加熱エネルギを補正するために使用す
る。そして、２番目から７番目までのパルス幅の比率
を、１：２：４：８：１６：３２とした。

【００４２】具体的には、駆動する発熱抵抗体数が全画
素である場合には、前述したように、発熱抵抗体の印加
電圧Ｐが最も減少するため、消色通電パルスは１番目か
ら７番目までのパルスをすべて使用して加熱エネルギを
最大とする。駆動する発熱抵抗体数が最小の１画素であ
る場合には、発熱抵抗体の印加電圧Ｐの減少が最も少な
いため、消色通電パルスは１番目のパルスのみを使用し
て加熱エネルギを最小にする。そして、駆動する画素数
が最小の１画素から最大数までの間である場合には、駆
動画素数が７画素増える毎に補正パルスを１つずつ幅の
大きい方から増加させていき、６４通りの補正を行うも
のである。

【００４３】図１６は、図１５のサーマルヘッド通電パ
ルスを生成してサーマルヘッド１３を駆動するサーマル
ヘッド駆動回路３５と、その周辺部の構成を示したもの
である。図１６に示すように、サーマルヘッド駆動回路
３５には、可視像（記録部）を示す画像データ４４と、
全体の領域を示すマスクデータ４５との２つのデータが
入力される。サーマルヘッド駆動回路３５の消去データ
作成部５１では、この２つの入力データから消去データ
へと加工される。即ち、画像データ４４とマスクデータ
４５とが重ならない部分が消去データとなる。

【００４４】次に、消去データ作成部５１で作成された
消去データは消去データカウンタ５２へ送られ、消去デ
ータ数がカウントされる。そして、カウントされた消去
データ数と消去データ作成部５１の消去データが消去パ
ルスデータ演算部５３へ送られ、図１５に示すような消
色用パルス１〜７に変換される。そして、消色用パルス
はサーマルヘッド１３のドライバ４８へ送られ、発熱抵
抗体列４３は図１５に示すような駆動方法で発熱駆動さ
れるようになっている。

【００４５】以上説明したように、第３の実施の形態で
は、サーマルヘッドで消去加熱を行う画素数に応じて消
去加熱エネルギを変化させることにより、消去する画素
数が変化しても、サーマルヘッドの加熱エネルギが略一
定となるため、これにより消去濃度が均一となる。

【００４６】次に、本発明の第４の実施の形態について
詳細に説明する。発熱体ヘッド１１と強制冷却部１２間
の距離Ｌについては第１の実施の形態にて述べた発色条
件を満たせば記録媒体１の発色濃度が十分に得られる。
消色濃度についても第２乃至第３の実施の形態にて述べ
た駆動方法により記録媒体１の消色濃度が十分均一に得
られる。しかし、第１の実施形態において、装置構成上
距離Ｌをある程度離す必要があり、その場合でも同様の
効果を得られる方法を第４の実施の形態として説明す
る。

【００４７】図１７は、発熱体ヘッド１１と強制冷却部
１２間の距離Ｌを徐々に長くした時に、発熱体ヘッド１
１で加熱エネルギを印加した後、強制冷却部１２で急速
冷却させて記録媒体１が発色した濃度がどのように変化
するかをマクベス濃度計で測定したものである。図１７
に示すように、距離Ｌが短い場合には、記録媒体１内の
ロイコ染料及び可逆顕色剤が溶融状態の時に急速冷却さ
れるため、発色濃度が十分に得られる。しかし、距離Ｌ
が長くなる程に、記録媒体１内のロイコ染料及び可逆顕
色剤が溶融状態の時に一旦除冷されてから急速冷却され
るため、画像濃度が低下していく。

【００４８】また、画像濃度の低下した部分を拡大して
みると、図１８に示すように、発色した部分（図中、丸
格子で示す）と未発色部分の二つの状態からなってい
る。この未発色の部分を次にサーマルヘッド１３で発色
させることにより十分な発色濃度を得ることが出来る。

【００４９】図１９は、前述した未発色部分をサーマル
ヘッド１３で発色させる際の、サーマルヘッド１３を駆
動する通電パルス（イネーブル信号）を示す（信号はロ
ーアクティブ）。図１９に示すように、１画素記録周期
内に２つの通電パルスがあり、記録媒体の未発色部を発
色させる場合は１番目と２番目のパルスを使用し、消色
する場合には１番目のパルスを使用する。

【００５０】次に、図２０を用いて、図１９の方法によ
る発熱体ヘッド１１と強制冷却部１２とサーマルヘッド
１３による記録媒体１の可視像の書換動作について説明
する。図２０は、発熱体ヘッド１１、強制冷却部１２、
サーマルヘッド１３によって記録媒体１の可視像が書き
換えられている様子を模式的に示したものである。図１
１と同様の部分については説明を省略する。図２０に示
すように、記録媒体１に記録された既画像であるアルフ
ァベット文字「Ｌ」（図中、斜線で示す）は、発熱抵抗
体１１ｂにより発色加熱を受けた後、一旦除冷されてか
ら強制冷却部２３により急速冷却されることにより全面
が中間濃度で記録される。

【００５１】次に、全面中間濃度で記録された画像のう
ちで、発熱抵抗体列４３によりアルファベット「Ｔ」を
形成するドットに対応する部分（図中、斜線で示した発
熱抵抗体列４３）が選択的に発色加熱され、記録媒体１
の画像は十分な発色濃度の記録状態となる。また、発熱
抵抗体列４３によりアルファベット「Ｔ」を形成しない
スペースドットに対応する部分（図中、横線で示した発
熱抵抗体列４３）が選択的に消色加熱され、消去状態と
なる。つまり、発熱抵抗体列４３によって再発色加熱さ
れた部分が記録され、消色加熱された部分が消去される
ため、斜線部で示されるアルファベット「Ｔ」が記録さ
れるようになっている。

【００５２】以上説明したように、第４の実施の形態で
は、ロイコ染料を発色源としたリライタブル記録媒体に
対して、熱伝導性基板上に形成された薄膜、もしくは厚
膜の発熱抵抗体で形成される第１の加熱手段で全面記録
加熱を行った後、強制冷却手段で全面冷却させ、その
後、複数の発熱体からなる第２の加熱手段（サーマルヘ
ッド）で記録する画像に応じて記録加熱と消去加熱を選
択的に行うことにより記録画像を形成している。このた
め、第１の加熱手段と強制冷却手段との間の距離Ｌが
０．８（ｓｅｃ）＊Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）を越えてしまう
場合であっても第１の実施の形態と同様の効果を得るこ
とができる。また、図１９に示す通電パルスの消色用の
１番目のパルスに対して、第２乃至第３の実施の形態に
おいて記述した図１３及び図１５の通電パルスを適用す
ることにより、発色濃度及び消色濃度を共に十分満たす
ことが可能となる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
改ざん防止の効果が大きく、かつ記録装置の小型化・低
価格化が可能な可視像の書換記録することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の記録装置の要部について概略構成を断
面的に示した図。

【図２】記録媒体１の要部構成を断面的に示した図。

【図３】８ドット（発熱素子）／ｍｍの解像度のサーマ
ルヘッドによる記録特性を示した図。

【図４】発熱体ヘッド１１の平面的な構成を示す図。

【図５】図４のＡ−Ａ方向からの断面的な構成を示す
図。

【図６】強制冷却部１２を概略的に示す斜視図。

【図７】記録媒体１の搬送速度と、発熱体ヘッド１１と
強制冷却部１２間の距離を変えて記録媒体１が発色した
か否かを示す実験結果。

【図８】可視像の書換記録動作を実現するための制御ブ
ロック図。

【図９】発熱体ヘッド１１を通電する通電パルス（イネ
ーブル信号）を説明する図。

【図１０】サーマルヘッド１３を通電する通電パルス
（イネーブル信号）を説明する図。

【図１１】発熱体ヘッド１１、強制冷却部１２、サーマ
ルヘッド１３によって記録媒体１の可視像が書き換えら
れている第1 の実施の形態の様子を模式的に示す図。

【図１２】駆動する発熱抵抗体が多いほど発熱抵抗抵抗
体の印加電力Ｐ及び加熱エネルギＥが減少した場合の消
去特性への影響を説明する図。

【図１３】画像の非消色部分をサーマルヘッド１３で非
消色加熱させる際の、サーマルヘッド１３を駆動する通
電パルスを示す図。

【図１４】図１３のサーマルヘッド通電パルスを生成し
てサーマルヘッド１３を駆動するサーマルヘッド駆動回
路３５と、その周辺部の構成を説明する図。

【図１５】サーマルヘッド１３を駆動する通電パルス
（イネーブル信号）の第３の実施の形態を示す図。

【図１６】図１５のサーマルヘッド通電パルスを生成し
てサーマルヘッド１３を駆動するサーマルヘッド駆動回
路３５と、その周辺部の構成を説明する図。

【図１７】発熱体ヘッド１１と強制冷却部１２間の距離
Ｌを徐々に長くした時に、発色した濃度がどのように変
化するかをマクベス濃度計で測定した測定結果。

【図１８】発色記録の結果、画像濃度の低下した部分を
模式的に拡大した図。

【図１９】画像の未発色部分をサーマルヘッド１３で発
色させる際の、サーマルヘッド１３を駆動する通電パル
スを示す図。

【図２０】発熱体ヘッド１１、強制冷却部１２、サーマ
ルヘッド１３によって記録媒体１の可視像が書き換えら
れている第４の実施の形態の様子を模式的に示す図。

【符号の説明】

１ 記録媒体 ２ 基材 ３ 可逆感熱記録層 ４ 保護層 １０ 搬送ローラ対 １１ 発熱体ヘッド １２ 強制冷却部 １３ サーマルヘッド １４ プラテンローラ １５ タイミングセンサ ２１ 金属 ２２ ペルチェ素子 ４３ 発熱抵抗体列

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H026 AA09 AA28 BB01 2H111 HA07 HA18 HA35 5B035 AA15 BA03 BA05 BB11 CA01 CA06 5B058 CA03 CA22 CA23 CA27 KA32

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱エネルギの制御により発色状態と消
   色状態が可逆的に変化しかつ消色状態とする第１の加熱
   エネルギよりも発色状態とする第２の加熱エネルギの方
   が大きなエネルギを要する記録媒体を搬送する搬送手段
   と、 熱伝導性基板上に形成された薄膜ないし厚膜の発熱抵抗
   体で形成され、上記搬送手段により搬送される上記記録
   媒体に対して上記第２の加熱エネルギを付与する第１の
   加熱手段と、 この第１の加熱手段により加熱された上記記録媒体を冷
   却することにより全面発色させる冷却手段と、 複数の発熱体からなり上記第１の加熱手段と上記冷却手
   段により全面発色された上記記録媒体に対して記録する
   画像に応じて非画像部に上記第２の加熱エネルギよりも
   エネルギの小さい上記第１の加熱エネルギを付与する第
   ２の加熱手段と、 を有することを特徴とする記録装置。
2. 【請求項２】 上記記録媒体に対して上記第１の加熱手
   段により熱を加える位置と上記冷却手段により冷却する
   位置との間の距離が上記搬送手段による搬送速度Ｖに対
   して０．８（ｓｅｃ）＊Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）以下の距離
   となるよう上記第１の加熱手段と上記冷却手段とを設け
   たことを特徴とする請求項１記載の記録装置。
3. 【請求項３】 上記第２の加熱手段による加熱時には、
   記録する画像に応じて非画像部には上記発色用の第２の
   加熱エネルギよりも小さい上記消色用の第１の加熱エネ
   ルギを付与するよう制御し、画像部には上記消色用の第
   １の加熱エネルギよりも小さい非消色状態とする第３の
   加熱エネルギを付与するよう制御する制御手段を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の記録装置。
4. 【請求項４】 １画素周期内に２つのパルスを有する通
   電パルスに基づいて上記第２の加熱手段を駆動し、上記
   第２の加熱手段に対して非消色状態とする第３の加熱エ
   ネルギを付与する場合には１つのパルスからなる通電パ
   ルスを用い、消色状態とする第１の加熱エネルギを付与
   する場合には２つのパルスからなる通電パルスを用いて
   上記第２の加熱手段を駆動する駆動手段を有することを
   特徴とする請求項３記載の記録装置。
5. 【請求項５】 消色状態とする画素数を計数する計数手
   段と、 この計数手段による計数結果に基づいて上記第２の加熱
   エネルギにより付与する上記消去用の第１の加熱エネル
   ギを変化させるよう制御する制御手段と、 を有することを特徴とする請求項１記載の記録装置。
6. 【請求項６】 上記制御手段は、 上記第２の加熱手段に対して上記消色用の第１の加熱エ
   ネルギを付与するため夫々異なった複数のパルスにより
   １画素周期を構成する通電パルスに基づいて上記第２の
   加熱手段を駆動する駆動手段と、 上記計数手段による計数結果に基づいて上記駆動手段に
   より用いられる通電パルスとして上記複数のパルスの中
   から使用するパルスの組み合せを少なくとも１つ以上決
   定する手段と、 を有することを特徴とする請求項５記載の記録装置。
7. 【請求項７】 上記第２の加熱手段による加熱時には、
   記録する画像に応じて非画像部には上記発色用の第２の
   加熱エネルギよりも小さい上記消色用の第１の加熱エネ
   ルギを付与するよう制御し、画像部には上記発色用の第
   ２の加熱エネルギを付与するよう制御する制御手段を有
   することを特徴とする請求項１記載の記録装置。
8. 【請求項８】 上記冷却手段は、 前記記録媒体の熱を伝導させる金属と、 この金属を冷却させるペルチェ素子と、 から構成されることを特徴とする請求項１記載の記録装
   置。
9. 【請求項９】 加熱エネルギの制御により発色状態と消
   色状態が可逆的に変化しかつ消色状態とする加熱エネル
   ギよりも発色状態とする加熱エネルギの方が大きい記録
   媒体を搬送する搬送手段と、 熱伝導性基板上に形成された薄膜ないし厚膜の発熱抵抗
   体で形成され、上記搬送手段により搬送される上記記録
   媒体に対して発色状態とする加熱エネルギを付与するこ
   とにより全面発色させる第１の加熱手段と、 複数の発熱体からなり上記第１の加熱手段により全面発
   色された上記記録媒体に対して記録する画像に応じて非
   画像部に上記発色状態とする加熱エネルギよりもエネル
   ギの小さい消色状態とする加熱エネルギを付与する第２
   の加熱手段と、 消色状態とする画素数を計数する計数手段と、 この計数手段による計数結果に基づいて上記第２の加熱
   エネルギにより付与する消去状態とする加熱エネルギを
   変化させるよう制御する制御手段と、 を有することを特徴とする記録装置。
10. 【請求項１０】 加熱エネルギの制御により発色状態と
    消色状態が可逆的に変化しかつ消色状態とする第１の加
    熱エネルギよりも発色状態とする第２の加熱エネルギの
    方が大きなエネルギを要する記録媒体に対して発色用の
    第２の加熱エネルギを付与することにより上記記録媒体
    を全面発色させ、この全面発色された上記記録媒体に対
    して記録する画像に応じて非画像部には上記第２の加熱
    エネルギよりも小さい消色状態とする第１の加熱エネル
    ギを付与し、画像部には上記第１の加熱エネルギよりも
    小さい非消色状態とする第３の加熱エネルギを付与する
    ことを特徴とする記録方法。
11. 【請求項１１】 加熱エネルギの制御により発色状態と
    消色状態が可逆的に変化しかつ消色状態とする第１の加
    熱エネルギよりも発色状態とする第２の加熱エネルギの
    方が大きなエネルギを要する記録媒体に対して発色用の
    第２の加熱エネルギを付与することにより上記記録媒体
    を全面発色させ、この全面発色された上記記録媒体に対
    して記録する画像に応じて非画像部には消色加熱を行う
    画素数に応じて変化させた上記第１の加熱エネルギを付
    与することを特徴とする記録方法。