JP3187939B2

JP3187939B2 - 像形成装置

Info

Publication number: JP3187939B2
Application number: JP14380992A
Authority: JP
Inventors: 雅子篠原; 一哉本間
Original assignee: Tokyo Keiki Inc
Current assignee: Tokyo Keiki Inc
Priority date: 1992-06-04
Filing date: 1992-06-04
Publication date: 2001-07-16
Anticipated expiration: 2016-07-16
Also published as: JPH05333792A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、媒体上に非接触で像を
形成する像形成装置に関し、特に例えばプリペイドカー
ドや電子コインのようなデータキャリアに残高を記入す
る場合に好適な像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種のデータキャリアでは、
データがリーダ／ライタから磁気や半導体メモリ等の記
憶媒体に記憶されるが、記憶内容をユーザに知らせるこ
とが必要とされる。一例として、プリペイドカードに残
高や残量を記入する場合には残高等に対応する位置にパ
ンチで穴を開けることが行われ、また、ＩＣカードの場
合には書き込みデータを液晶表示器やＬＥＤで表示する
ことが行われている。

【０００３】しかしながら、パンチで穴を開ける方法で
は、リーダ／ライタ内のパンチ機構がカードに接触して
所定の位置に穴を開けるので、リーダ／ライタ側にカー
ドの位置決め機構が必要になり、したがって、高価とな
るという問題点がある。また、液晶表示器やＬＥＤで表
示する方法においても同様に、データキャリア自体が電
池等の電源を必要とするので、高価となる。

【０００４】ここで、近年では、電子コインと呼ばれる
データキャリアに半導体メモリを内蔵して予め価値を与
えたり、クレジットを与え、使用毎にリーダ／ライタが
電磁誘導方式でこの価値等を減算または加算することに
よりデータキャリア内の電池を省略した方法が提案され
ているが、このように電池が内蔵されておらず、また、
穴を開けることもできないデータキャリアの表面に書き
込みデータを非接触でかつ安価に表示する方法が望まれ
る。

【０００５】このような方法としては、フォトクロミッ
ク材料で予め潜像パターンや可視化パターンをデータキ
ャリア、すなわち媒体上に形成し、このフォトクロミッ
ク材料が発色または消色する波長の光を照射して潜像パ
ターンを可視化したり、可視化パターンを潜像化するこ
とにより、媒体上に非接触で像を形成することができ
る。また、媒体側の像形成用の電源を省略することがで
きるので、安価な像形成装置を実現することができる。

【０００６】ここで潜像とは、不可視ではあるが光など
の条件を加えると可視化できる像のことをいう。この種
の像形成装置としては例えば光源として１つの白色光源
と、干渉フィルタやシャープカットフィルタのように特
定の波長の光を透過または吸収して像形成媒体上に像を
形成するための複数の光学フィルタを用いる方法が考え
られる。また、図７に示すように所定の波長帯域λ１〜
λ３の光をそれぞれ出射する光源３１ａ〜３１ｂと、光
源３１ａ〜３１ｂの出射光を平行化するコリメータレン
ズ３２ａ〜３２ｃを用い、ハッチングで示す書き込み領
域に各波長の光を集光する方法が考えられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光学フ
ィルタを用いる方法では、透過率が１００％であること
がなく、またフォトクロミック材料の吸収波長と波長特
性がぴったり合うことは少ないので非効率であるという
問題点がある。また、図７に示す方法では、光源３１ａ
〜３１ｂの１つの出射光によりフォトクロミック材料を
変色させる場合には問題は発生しないが、複数の波長の
光を出射して変色させる場合には、媒体がハッチングで
示す領域に正確に位置決めされないと、間違った書き込
みが行われるという問題点がある。

【０００８】なお、上記問題点を解決する方法として、
各出射光が書き込み領域の媒体に照射されるように光源
３１ａ〜３１ｂを移動することが考えられるが、複数の
光を出射する間媒体が書き込み領域に固定されていなけ
ればならず、また、時間がかかるという問題点がある。
他の方法としては、１つの白色光源と分光器を用いる方
法が考えられるが、この場合には白色光源の光の一部が
目的の波長の光として用いられるので、前述の光学フィ
ルタを用いた場合と同様に非効率である。

【０００９】したがって、本発明は、波長選択特性が異
なる複数のフォトクロミック材料で予め潜像パターンや
可視化パターンが形成された媒体上に非接触で像を形成
する場合に正確にかつ短時間で像を形成することができ
る像形成装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、特定の波長で発色または消色する波長選択
性を有する複数のフォトクロミック材料で予めパターン
が形成された媒体に像を形成する像形成装置において、
媒体のフォトクロミック材料の吸収波長を含んだ光を出
射する光源と、媒体のフォトクロミック材料と同一の波
長選択特性を有するフォトクロミック材料で形成された
複数の光学フィルタとを有し、形成パターンに応じて前
記光学フィルタを光源の光路上に選択的に配置すること
により、媒体のフォトクロミック材料と前記光学フィル
タの波長選択特性に応じてパターンを可視像化または潜
像化して像を形成することを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明は上記構成により、媒体のフォトクロミ
ック材料と同一の波長選択特性を有するフォトクロミッ
ク材料で形成された複数の光学フィルタが形成パターン
に応じて光源の光路上に選択的に配置され、光学フィル
タにより媒体のフォトクロミック材料と同じ波長の光が
吸収または透過されて媒体のフォトクロミック材料が発
色または消色する。

【００１２】したがって、光源を固定して像を形成する
ことができるので、波長選択特性が異なる複数のフォト
クロミック材料で予め潜像パターンや可視化パターンが
形成された媒体上に非接触で像を形成する場合に効率的
で正確にかつ短時間で像を形成することができる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は、本発明に係る像形成装置の一実施例を示
す構成図、図２は、図１の像形成媒体上の像パターンの
一例を示す説明図である。この像形成装置は図１に示す
ように、紫外（ＵＶ）領域と可視領域の波長の光を出射
する光源１を有し、この光源１の光路に沿って、光源１
の出射光を平行化するコリメータレンズ２と、ＵＶ光を
遮光するＵＶフィルタ５と、フォトクロミック材料で光
学フィルタとして形成されたフォトクロミックフィルタ
３（３ａ〜３ｃ）が順次配置され、ＵＶフィルタ５とフ
ォトクロミックフィルタ３ａ〜３ｃはこの光路上に選択
的に配置される。

【００１４】この光路上には、フォトクロミック材料４
０でパターンが形成された像形成媒体４が配置される。
フォトクロミック材料４０は公知のように、例えば短波
長の光の照射で着色して長波長の光の照射で元に戻る波
長選択性を有し、また、可逆性を有する。ここで、フォ
トクロミックフィルタ３ａ〜３ｃはそれぞれ、ＵＶ光で
共に発色し、それぞれλ１〜λ３の波長の可視光で消色
するフォトクロミック材料で形成され、像形成媒体４に
は図２に示すようなパターン４１〜４３がフォトクロミ
ックフィルタ３ａ〜３ｃと同一の材料、すなわちＵＶ光
で共に発色し、それぞれλ１〜λ３の波長の可視光で消
色するフォトクロミック材料４０で形成されている。

【００１５】なお、フォトクロミックフィルタ３ａ〜３
ｃの材料の感度は、それぞれパターン４１〜４３のそれ
より低くなるように構成されている。つぎに、上記実施
例の像形成動作を説明する。図２に示すように像形成媒
体４の例えばパターン４３を発色させる場合には、ま
ず、パターン４３と同一の材料のフィルタ３ｃを光路に
配置すると共にＵＶフィルタ５を光路から除去する。し
たがって、感度差により、最初に像形成媒体４のパター
ン４１〜４３が全て発色し、ついでフィルタ３ｃが発色
する。

【００１６】ついで、この状態でＵＶフィルタ５を光路
に配置すると、ＵＶフィルタ５によりＵＶ光が吸収さ
れ、また、フィルタ３ｃが発色状態で波長λ３の光を吸
収するので、波長λ１、λ２の光によりパターン４１、
４２が消色する。すなわち、パターン４１〜４３を選択
的に発色させる場合、まず、目的のパターンと同一の材
料のフィルタを光路に配置すると共にＵＶフィルタ５を
光路から除去することによりパターン４１〜４３の全て
とそのフィルタを発色させ、ついで、ＵＶフィルタ５の
そのフィルタにより目的以外のパターンを消去させるの
で、像形成に不必要な波長を効率的に除去することがで
き、また、この装置から出射された光の分光分布を均一
にすることができる。さらに、フィルタ３ａ〜３ｃ、５
を光路に対して着脱する機構は、タレット等で構成する
ことができるので、構成が複雑化することもない。

【００１７】つぎに、図３を参照して第２の実施例を説
明する。この実施例では、ＵＶランプ１ａと可視光域の
白色光ランプ（可視光ランプ）１ｂの２つの光源が用ら
れ、このランプ１ａ、１ｂは、各光軸が平行になるよう
に配置されている。そして、ＵＶランプ１ａの光路には
コリメータレンズ２ａと、光路から着脱自在なフォトク
ロミックフィルタ３ａ〜３ｃと、反射ミラー６が配置さ
れ、可視光ランプ１ｂの光路にはコリメータレンズ２ｂ
と、光路から着脱自在な前記フォトクロミックフィルタ
３ａ〜３ｃと、回転ミラー７が配置されている。

【００１８】フィルタ３ａ〜３ｃはランプ１ａ、１ｂの
光路に選択的に配置され、回転ミラー７は反射ミラー６
の反射光またはフィルタ３ａ〜３ｃの透過光を選択的に
媒体４上のフォトクロミック材料４０に照射する。この
実施例の動作を説明する。ここで、フォトクロミックフ
ィルタ３ａ〜３ｃと図２に示す像形成媒体４のパターン
４１〜４３の材料の感度ではフィルターの方が低いかほ
ぼ同一とする。例えばパターン４３を発色させる場合に
は、まず、フィルタ３ａ〜３ｃがＵＶランプ１ａの光路
から除去されるとともに、反射ミラー６の反射光がその
ままフォトクロミック材料４０に照射されるように回転
ミラー７が回転制御される。したがって、ＵＶランプ１
ａが点灯すると、ＵＶ光がそのままフォトクロミック材
料４０に照射されるので、像形成媒体４のパターン４１
〜４３が全て発色する。

【００１９】ついで、パターン４３と同一の材料のフィ
ルタ３ｃを可視光ランプ１ｂの光路に残した状態で他の
フィルタ３ａ、３ｂがＵＶランプ１ａの光路に待避し、
また、フィルタ３ｃの透過光がフォトクロミック材料４
０に照射されるように回転ミラー７が回転制御される。
したがって、可視光ランプ１ｂが点灯すると、可視光の
波長λ３の成分がフィルタ３ｃにより吸収されるので、
波長λ１、λ２の光によりパターン４１、４２が消色す
る。

【００２０】そして、フィルタ３ｃを可視光ランプ１ｂ
の光路からＵＶランプ１ａの光路に待避させ、待機状態
に戻す。なお、パターン４２、４３を同時に発色させる
場合には、同一の材料のフィルタ３ｂ、３ｃを可視光ラ
ンプ１ｂの光路に配置すればよい。この場合、可視光ラ
ンプ１ｂが点灯すると、可視光の波長λ２、λ３の成分
がそれぞれフィルタ３ｂ、３ｃにより吸収されるので、
波長λ１の光によりパターン４１が消色する。

【００２１】したがって、この第２の実施例によれば、
書き込み時以外の間にフィルタ３が着色されているの
で、書き込みに要する時間やパターン４１，４２，４３
を消色するときのＵＶ光を効率的に利用することがで
き、また、フォトクロミックフィルタ３ａ〜３ｃとパタ
ーン４１〜４３の材料のＵＶ光に対する感度が紫外光の
それより低い場合に好適である。

【００２２】つぎに、この像形成装置の適用例を説明す
ると、例えば像形成媒体４には半導体メモリが内蔵さ
れ、この像形成装置は、像形成媒体４内の半導体メモリ
に対してデータの書き込み、読み出しを行うリーダ／ラ
イタ側に設けられる。そして、この半導体メモリとリー
ダ／ライタ側の間の通信は、電磁誘導方式すなわち非接
触で行われ、新しいデータが半導体メモリに書き込まれ
た場合にこの書き込みデータがフォトクロミック材料４
０で表示される。

【００２３】そして、図４（ａ）に示すように波長選択
性が異なるフォトクロミック材料７１〜７４を矩形領域
で配列することによりバーグラフで表示したり、図４
（ｂ）に示すように円グラフで表示することができる。
また、図５に示すように多数桁の数字を並べて表示する
ことができる。この場合には例えばプリペイドカードの
残高を表示することができ、また、図４（ａ）（ｂ）に
示す例では、フォトクロミック材料７１〜７４の下に予
め可視像を印刷し、この可視像をフォトクロミック材料
７１〜７４を順に発色させて隠すことにより、定量的な
表示を行うことができる。

【００２４】ここで、フォトクロミック材料の特性は、
特定の波長で発色しても自然光等により消色するものが
一般的であるが、通常状態では発色して特定の波長で消
色する場合には、図４および図５に示す例では、まず、
波長λ４以下の光でフォトクロミック材料７４のみを消
色させ、ついで波長λ３のフォトクロミック材料７３、
７４を消色させることができる。

【００２５】また、フォトクロミック材料４０の色が材
料に応じて異なることを利用して、図６に示すようにフ
ォトクロミック材料７１〜７４を単に重畳することによ
りカラー像を形成することができる。例えばフォトクロ
ミック材料７１〜７４としてそれぞれ波長λ１＞λ２＞
λ３＞λ４で発色する材料を選択し、波長λ１を用いて
上の層のフォトクロミック材料７１からまず発色させ、
以下波長λ２〜λ４を順次選択することによりフォトク
ロミック材料７１〜７４の合成色でカラー像を形成する
ことができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
媒体のフォトクロミック材料と同一の波長選択特性を有
するフォトクロミック材料で形成された複数の光学フィ
ルタが形成パターンに応じて光源の光路上に選択的に配
置され、光学フィルタにより特定の波長の光が吸収また
は透過されて媒体のフォトクロミック材料が発色または
消色する。したがって、光源を固定して像を形成するこ
とができるので、波長選択特性が異なる複数のフォトク
ロミック材料で予め潜像パターンや可視化パターンが形
成された媒体上に非接触で像を形成する場合に正確にか
つ短時間で像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る像形成装置の一実施例を示す構成
図

【図２】図１の像形成媒体のパターンの一例を示す説明
図

【図３】第２の実施例を示す構成図

【図４】波長選択特性が異なるフォトクロミック材料の
パターンを特性順に配列した例を示す説明図

【図５】波長選択特性が異なるフォトクロミック材料の
パターンを特性順に配列した他の例を示す説明図

【図６】波長選択特性が異なり、色が異なるフォトクロ
ミック材料を特性順に重畳した例を示す説明図

【図７】像形成装置の原理を示す説明図である。

【符号の説明】

１：光源１ａ：ＵＶランプ１ｂ：可視光ランプ２，２ａ，２ｂ：コリメータレンズ３，３ａ〜３ｃ：光学フィルタ（フォトクロミックフィ
ルタ）４：像形成媒体５：ＵＶフィルタ４１〜４３：パターン４０，７１〜７４：フォトクロミック材料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G09F 9/30 - 9/46 G03C 1/00 G03C 1/494 - 1/76 G03C 1/775 G03C 1/79 G03C 1/795 G03C 1/91 G03C 5/08 G03C 5/18 - 5/22 G03C 5/56 - 5/60 G03C 11/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】特定の波長で発色または消色する波長選択
性を有する複数のフォトクロミック材料で予めパターン
が形成された媒体に像を形成する像形成装置において、媒体のフォトクロミック材料の吸収波長を含む光を出射
する光源と、前記媒体のフォトクロミック材料と同一の波長選択特性
を有するフォトクロミック材料で形成された複数の光学
フィルタとを有し、形成パターンに応じて前記光学フィルタを前記光源の光
路上に選択的に配置することにより、前記媒体のフォト
クロミック材料と前記光学フィルタの波長選択特性に応
じてパターンを可視像化または潜像化して像を形成する
ことを特徴とする像形成装置。
【請求項２】前記媒体が情報を電気的にまたは磁気的に
記憶する記憶手段を有し、前記像形成装置が前記記憶手
段の情報を書き込むための書き込み装置側に設けられ、
前記書き込み装置が前記記憶手段の情報を書き込んだ場
合に前記光学フィルタが光路を選択的に配置されて像が
形成されることを特徴とする請求項１記載の像形成装
置。