JP3767856B2

JP3767856B2 - Erase head for reversible thermosensitive recording material and control method thereof

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Publication number: JP3767856B2
Application number: JP2002186504A
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Inventors: 秀夫谷口
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Publication date: 2006-04-19
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可逆性感熱記録材料用消去ヘッド及びその制御方法に関し、詳しくは記録済みの可逆性感熱記録材料の記録を消去する消去ヘッド及びその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えば紙、不織布、織布、塩化ビニール、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂、金属、ガラス等からなるフィルム状、シート状、カード状等の支持体上に加熱により発色と消色を可逆的に繰り返し行える可逆性感熱記録層からなる記録部を設けた可逆性感熱記録材料（リライタブルカード）が広く使用されるようになってきている。
【０００３】
前記可逆性感熱記録層は、図１５に示すように、（ａ）特定の温度領域である記録（発色）温度領域（例えば１７０℃前後）への加熱により発色し、（ｂ）前記温度領域より低い温度領域である消去（消色）温度領域（例えば１４０℃前後）への加熱により消色し、それ以下の温度領域である不変温度領域では発色状態或いは消色状態が維持されるという特性を有するものであり、例えばロイコ化合物及び顕色剤を含有し、比較的高温において両者が融け合い、分子レベルで混じり合って反応し、急冷によって混じり合ったまま固化されて発色状態が保持され記録を行い、一方高温に加熱した後徐々に冷却することによりロイコ化合物と顕色剤とを別々に結晶化させたり、ロイコ化合物及び顕色剤の融点以下の特定温度領域にある一定時間保持することによりロイコ化合物と顕色剤とを徐々に層分離させて結晶化させたりして消色することにより消去するものや、染料前駆体と熱によりこれを発色、消色させる顕減色剤からなるものなど、透明／発色或いは発色／消色の熱的変化を利用したものが用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、上述のような可逆性感熱記録材料への記録及び消去は、ゴムローラ等の回転搬送手段により可逆性感熱記録材料を搬送しつつサーマルヘッド等の発熱手段の発熱部に可逆性感熱記録材料の記録部を接触又は非接触にて加熱することにより行われている。しかしながら、記録された可逆性感熱記録材料の消去においては、十分な加熱温度制御を行わないまま経験的に決められたラフな加熱温度等の消去条件で行われているため、周囲の環境の変化や発熱体自体の熱暴走等の温度上昇による過熱等によりしばしば不完全な消去が生じてしまう。また、サーマルヘッドのように単体（一本）の帯状発熱体により加熱して消去を行うために、十分な時間加熱することができず、さらに加熱温度勾配も限られた条件でしかできず、消去前の記録画像の残像が残るといった不具合が生じる場合がある。
【０００５】
本発明は、このような現状に鑑みなされたものであり、加熱時間及び加熱温度、さらに加熱温度勾配の多様な制御を実現することにより、可逆性感熱記録層の発色／消色特性に適応したより最適な消去条件で可逆性感熱記録材料の消去を行うことができるようにすることで消去をより完全に行い、記録及び消去を繰り返した場合の可逆性感熱記録材料の品質劣化の速度を格段に緩和し得る可逆性感熱記録材料用の消去ヘッド及び消去ヘッドの制御方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上のような目的を達成するために、本発明は、複数の帯状発熱層を並列に設けることを特徴とする。より具体的には、本発明は以下の消去ヘッド、その制御方法及び消去方法に係るものである。
【０００７】
（１）１枚の耐熱性基板上に可逆性感熱記録材料の消去の際の進行方向と直角方向に延びる帯状の発熱層が複数本並設して設けられ、該帯状の発熱層のそれぞれの長手方向に沿って電流を流せるように両端部に電極が形成され、前記帯状の発熱層の少なくとも１つに電流を流して加熱した状態で、該帯状の発熱層上に可逆性感熱記録材料を通過させることにより該可逆性感熱記録材料の記録を消去する可逆性感熱記録材料用消去ヘッドであって、前記複数の帯状の発熱層の少なくとも１つが１０００〜３５００ｐｐｍ／℃の抵抗温度係数を有する発熱層からなり、該発熱層に該発熱層より抵抗値および抵抗温度係数が小さい抵抗が直列に接続されることにより、該発熱層の抵抗値を測定して該発熱層の温度を測定し得るように、前記少なくとも１つの発熱層が設けられてなる可逆性感熱記録材料用消去ヘッド。
【０００８】
上記（１）の消去ヘッドによれば、複数の帯状の発熱層を並列に設けているので、可逆性感熱記録材料の搬送速度を変化させる必要なく加熱時間を短くしたり長くしたりできるので、各種可逆性感熱記録層の特性に応じた最適な消去温度条件に、より近づけることができる。また、各々の発熱層に異なる電圧を印加することにより、異なる発熱温度とし得るので、加熱、冷却速度の幅広い制御により予熱、徐冷などが可能となり、加熱温度勾配を多様に設定できるのである。
さらに、１０００〜３５００ｐｐｍ／℃という正に高い抵抗温度係数の発熱層を含むので、該発熱層は発熱させた場合ある温度まで達するとその温度で飽和状態になり易く所望の加熱温度に制御しやすいのである。また、発熱温度に対する抵抗値変化が大きく、抵抗値変化の測定を容易に行え、該抵抗値変化に基づき発熱層の発熱温度の制御を有利に行うことができる。したがって、可逆性感熱記録材料に対する加熱温度を精度よく行うことができる。
【０００９】
さらに、複数の発熱層のうち何れか１本を使用し、他を予備としておけば、たとえその内の１本が故障した場合であっても他の発熱層を代替で使用できるので、実質的に消去ヘッドの寿命を著しく伸ばすことができる。
【００１０】
（２）複数の帯状の発熱層のうち少なくとも２つが互いに異なる幅からなることを特徴とする上記（１）に記載の可逆性感熱記録材料用消去ヘッド。
【００１１】
上記（２）の消去ヘッドによれば、幅の異なる帯状の発熱層を設けているので、同じ印加電圧においても発熱層の発熱温度を変えることができるとともに、各々の発熱層で異なる様々な電圧を印加することにより、より幅広い加熱温度制御を可能とし得る。また、異なる幅の発熱層を有するので、発熱層の幅によって加熱時間を短くしたり長くしたりでき、加熱温度との組み合わせにより多様な加熱温度勾配の設定の制御が可能となる。
【００１２】
（３）複数の帯状の発熱層のうち少なくとも２つが互いに異なる電気特性を有することを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の可逆性感熱記録材料用消去ヘッド。
【００１３】
上記（３）の消去ヘッドによれば、例えばシート抵抗、抵抗温度係数等の電気特性の異なる発熱層を並列に設けているので、より一層幅広い加熱温度の制御が可能となる。
【００１６】
（４）耐熱性基板及び該耐熱性基板上に並設された複数の帯状の発熱層を有し、前記複数の帯状の発熱層の少なくとも１つは、該帯状部分の一部が非発熱部に形成されてなる可逆性感熱記録材料用消去ヘッド。ここに非発熱部とは、比抵抗の小さい導体部分からなり、電流は流れるが抵抗損が殆どなく、可逆性感熱記録材料の記録を消去するほど発熱しない部分を意味する。
【００１７】
（４）の消去ヘッドによれば、可逆性感熱記録材料（カード）を列状に消去しないで、一部の記録を残すことができる。すなわち、一般的には可逆性感熱記録材料に記録されているものを消去する場合、カードの幅の長さに合せて発熱層が形成された消去ヘッド上を、カードを移動させながら（走査しながら）行うが、（５）の消去ヘッドによれば、発熱層の一部が非発熱部になっているため、その非発熱部の上を通るカードの部分は加熱されず、消去が行われず、カードの一部は列状に消去されないで記録が残存することになる。その結果、書き換える必要のない決まり事項は一々消去して再度書込みをするということをしないで、そのまま残しておくことができる。本発明の場合、発熱層が複数個あるため、それぞれの発熱層の非発熱部を異なる位置に形成しておくことにより、消去の際に使用する発熱層の組合せを選ぶことにより、カードの所望の範囲を消去しないで書き換えることができる。
【００２０】
（５）並設された複数の帯状の発熱層を有する可逆性感熱記録材料用消去ヘッドの制御方法であって、前記複数の帯状の発熱層が１０００〜３５００ｐｐｍ／℃の抵抗温度係数を有する発熱層を含み、前記抵抗温度係数を有する発熱層の抵抗値を測定し、測定された抵抗値に基づき当該発熱層の発熱温度を推測し、推測された発熱温度を所望の発熱温度と対比し、該対比の結果に基づき前記発熱層の発熱温度を調整することを特徴とする可逆性感熱記録材料用消去ヘッドの制御方法。
前記複数の発熱層の少なくとも１つを消去に使用しないで、該消去に使用しない発熱層の抵抗値を測定してその抵抗値から前記複数の発熱層が設けられている基板の温度を推測し、推測された前記発熱層の発熱温度および前記基板の温度と所望の発熱温度とを対比して前記発熱層の発熱温度を調整することにより、連続的に使用することにより発熱体を取り付けた基板自体の温度が上昇しても、発熱体の温度を正確に制御することができる。
【００２１】
上記（５）の消去ヘッドの制御方法によれば、複数の帯状の発熱層を並列に設けているので、可逆性感熱記録材料の搬送速度を変化させる必要なく加熱時間を短くしたり長くしたりできるとともに、１０００〜３５００ｐｐｍ／℃という正に高い抵抗温度係数の発熱層を含むので、該発熱層は発熱温度に対する抵抗値変化が大きく、抵抗値変化の測定を容易に行え、該抵抗値変化に基づき発熱層の発熱温度の変化を的確に推測でき、発熱層の発熱温度の制御を精度よく行うことができる。また、抵抗温度係数が正に高い発熱層を用いるので、該発熱層を発熱させた場合ある温度まで達するとその温度で飽和状態になり易く所望の加熱温度に制御しやすいのである。したがって、各種可逆性感熱記録層の特性に応じた最適な消去条件に、より近づけて可逆性感熱記録材料の消去を行うことができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき実施の形態の一例を説明することにより、本発明の特徴とするところをより詳細に説明する。
【００３０】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る消去ヘッドＡを示す概略表面図であり、図２はその裏面図である。これらの図において、消去ヘッドＡは耐熱性の板状基板１の表面上の幅方向端部に、長手方向に延びる２本の帯状の発熱層２ａ、２ｂが略平行に形成されている。
【００３１】
耐熱性基板１は、例えば長さ約５０ｍｍ、幅約７．５ｍｍ、厚さ約０．６ｍｍの略矩形状板からなり、その材質としては例えばアルミナ等のセラミックスを用いることができ、この他使用時の発熱温度条件において耐熱性を有し、少なくとも発熱層を設ける面が絶縁性を有するものであればよく、ガラスエポキシ等の樹脂系材料、表面に絶縁膜が設けられたステンレス等からなる金属板、ガラス系材料等を広く使用することができる。なお、本実施形態では、耐熱性基板１として、アルミナ基板を用い、その上面には図示しないがガラス層をコートしている。
【００３２】
２本の発熱層２ａ、２ｂは、例えばＡｇ＋Ｐｄのペーストを塗布して形成したり、これにさらにＲｕＯ₂を加えたものを使用することができる。Ａｇ-Ｐｄ合金からなる場合、シート抵抗を１００ｍΩ／Ｓｑ〜２００ｍΩ／Ｓｑが得られ、両者の比率により温度係数を変えることができる。また、導体（電極）として使用する場合、Ａｇが多い程抵抗を低くすることができる。大きさは、例えば幅約１ｍｍ、厚さ約１０μｍの直線状で、例えば０．３ｍｍ離間して略平行に絶縁基板１の長手方向の長さいっぱいに印刷形成され、その抵抗値を約２０Ω、抵抗温度係数を約１５００ｐｐｍ／℃（温度が１００℃変化すると抵抗値が１５％変化する）としている。本発明において、発熱層の発熱層の幅及び間隔は、これに限定されず、可逆性感熱記録材料の記録部材料の特性と消去時の可逆性感熱記録材料の搬送速度との関係により適宜適切な条件とすればよい。また、発熱層の抵抗温度係数は正に高いほうが好ましく、特に１０００〜３５００ｐｐｍ／℃の材料を用いて形成するのが好ましい。抵抗温度係数が正に高いほうが発熱させた場合、より早く温度が飽和状態となり、高温時の温度安定性に優れているからであり、熱暴走等による加熱を防止できるからである。また、抵抗温度係数が正に高いということは、温度変化に対する抵抗値変化が大きいことであるから、発熱させた状態における抵抗値測定により基準抵抗値からのずれにより実際の発熱温度の推測が容易に精度よく行え、印加電圧を調整することにより所望の発熱温度からのずれを修正し易くなるのである。
【００３３】
また、耐熱性基板１の表面左端部には、２本の発熱層２ａ、２ｂの一端を電気的に接続する、例えば銀・パラジウム合金等の良導電体からなる電極３ａが印刷形成され、さらに耐熱性基板１の表面右端部には、２本の発熱層２ａ、２ｂのそれぞれの一端と電気的に接続する一対の電極３ｂ、３ｃが印刷形成されている。
【００３４】
なお、２本の発熱層上には、磨耗及び異物付着によるショートの防止として、例えばガラス等からなる保護層を設けてもよい。本実施形態では、図示しないがガラス層を設けている。
【００３５】
そして、図２に示すように、３つの電極３ａ、３ｂ、３ｃは、それぞれ耐熱性基板１の幅方向側端面を介して裏面へと延設されている。しかし、裏面に延設しなくても、各電極を表面側に形成することもできる。
【００３６】
さらに、耐熱性基板１の裏面中央部には一対の電極３ｄ、３ｅが印刷形成され、温度検出素子であるチップ状のサーミスタ４が搭載されている。このサーミスタ４は、例えば２５℃における抵抗値約１０Ω、Ｂ定数約３４３９Ｋのものを用いることができる。
【００３７】
図３は上述の消去ヘッドＡをユニット化した消去ユニットＢの一例を示す平面図であり、図４はその側面図である。消去ユニットＢは、例えばアルミニウム等からなる基台５上に消去ヘッドＡ及びその電極引き出し用の例えばフレキシブル回路基板等からなる略矩形状の配線基板６が設けられている。また、基台５は例えば約長さ５０ｍｍ、約幅２５ｍｍ、最大厚み約５ｍｍからなる平面視略矩形状のものであり、消去ヘッドＡと同じ長さとしている。
【００３８】
図４に示すように、配線基板６は、基台５の上面にその長手方向に延びるように形成された３つの段部５ａ、５ｂ、５ｃのうち最も低い位置の段部５ａ上において、その一方側端縁を段部５ａとこれに連続する中位の段部５ｂとの段差壁に押し当てられるように位置決めされ、対向する他方側端部を基台５から突出して載置されている。段部５ｂと段部５ａとの段差は、配線基板６の厚みと略同等に形成されている。
【００３９】
また、消去ヘッドＡは、段部５ｂ上において、その長さ方向の一方側端縁を段部５ｂとこれに連続する最も高い位置の段部５ｃとの段差壁に押し当てられるように位置決めされ、対向する他方側端部を段部５ｂから突出して配線基板６の一方側端部上に重なるように接着剤７により貼着して固定されている。段部５ｃと段部５ｂとの段差は、消去ヘッドＡの厚みよりも小さく僅かであり、段部５ｃの幅も細く形成されており、消去ヘッドＡはその発熱層２ａ、２ｂが形成される側の端縁が基台５の端縁にほぼ沿うように設けられている。配線基板６は、一方側端部を消去ヘッドＡにより押圧され、他方側端部を２つのネジ８ａ、８ｂによって基台に止められている。
【００４０】
そして、消去ヘッドＡの裏面に設けられた電極３ａ〜３ｅは、消去ヘッドＡと配線基板６との重なる部分において配線基板６の端子と接続され、配線基板６の突出する他方側端部の端子６ａ〜６ｅにそれぞれ引き出される。
【００４１】
次に、本発明に係る消去装置について説明する。図５は、その概略側面図である。消去ユニットＢは、端子６ａ〜６ｅが設けられ突出する配線基板６の他方側端部を消去装置に設けられたコネクタに差し込まれて制御回路と接続される（図示してない）。そして、消去ユニットＢに搭載された消去ヘッドＡの発熱層２ａ、２ｂと対向するように回転手段である円形のゴムローラＣが配置されている。回転手段としては、ロール状のものであれば特に限定されることなく用いることができ、例えばシリコンゴム等の耐熱性に優れ、摩擦係数の高い弾性材料を金属等の芯材の表面に被覆したものを好ましく用いることができる。
【００４２】
また、図示しないがゴムローラＣと消去ヘッドＡとの位置関係を調整する位置調整手段を備えている。この位置調整手段としては、特に限定されず、ゴムローラＣの回転軸から消去ヘッドＡの発熱部（発熱層２ａ、２ｂ）への垂線に対して略直角方向へ相対的に水平移動を行える機構であれば広く用いることができ、例えば消去ユニットＢの基台５にボールネジを螺着し、該ボールネジを、減速機を介してステッピングモータに接続しておけば、ステッピングモータの回転に伴うボールネジの回転により、消去ユニットＢを所定寸法水平移動可能とできる。しかし、この消去ユニットＢをゴムローラＣの回転軸の廻りに回転させることによっても、発熱部とゴムローラＣとの位置関係を変えることもできる。
【００４３】
また、本発明の消去ヘッドは、複数の帯状の発熱層を有するため、通常１本の発熱層を使用して消去を行うようにし、この発熱層の故障時の予備としてその他の発熱層を使用することもでき、図６（ｃ）に示すように、１本の発熱層２ａの直上にゴムローラＣの回転軸を位置させて消去を行い、この発熱層２ａが故障した場合にもう１本の発熱層２ｂの直上にゴムローラＣの回転軸が位置するように位置調整して（図６（ｂ））使用するように、前記位置調整手段により使用する発熱層の直上に回転手段の回転軸が位置することができる。しかし、図６（ａ）に示すように、２つの発熱層２ａ、２ｂの中心部の直上にゴムローラＣの回転軸Ｏが位置するように設けることにより、書込み（プリント）及び消去を多数回繰り返しても、板状の可逆性感熱記録材料Ｄの反りなどによる変形を防止することができ、耐久性を向上させることができると共に、記録の信頼性を向上させることができるため、特に好ましい。
【００４４】
すなわち、感熱記録材料Ｄは塩化ビニールなどのプラスティックからなる板状のカードであり、消去の際には、消去ヘッドにより１２０〜１５０℃程度まで温度が上昇するため、加熱・冷却が繰り返される。従来の発熱層２が１本の消去ヘッドにより消去をする場合は、ゴムローラＣにより押し付けられる部分と、発熱層２により温度を上昇させる部分とが同じところであるため、温度と圧力との関係で、図６（ｄ）に示されるように、感熱記録材料Ｄの両側が下向きに反り、消去の回数が多くなる程この反りが大きくなったり、カール状になる。そのため、保管するにも保管し難くなり、また、つぎの記録を正確にすることができず、記録消去の回数に限度があり、寿命が短いという問題があった。一方、この種の感熱記録材料を用いたカードは、通常５００回以上の書込み（プリント）、消去に耐えることが期待されている。
【００４５】
しかし、本発明による複数の発熱層を有する消去ヘッドを用い、その２つの発熱層の間隙部にゴムローラＣ等の回転体の回転軸Ｏを位置させることにより、図６（ｅ）に示されるように、発熱層２ａ、２ｂの中間部で感熱記録材料Ｄを押し下げるため、その間隙部では発熱層２ａ、２ｂ表面よりも下がり、両サイドが上方に向く力がかかる。その結果、発熱層２ａ、２ｂによる加熱の力とゴムローラＣによる押圧力とがマッチングし、殆ど反りを生じさせることが無くなり、書込み及び消去を多数回繰り返しても、カードの反りが大きくなったり、カール状になるという現象は起きず、５００回以上の書込み、消去を繰り返しても、カード保管の障害になったり、記録の信頼性が低下するという問題は発生しない。
【００４６】
このように消去ヘッドと回転手段との位置調整を行い、さらに各発熱層の発熱温度を調整することにより、予熱、徐冷の効果を付与させたり、加熱時間を長くするなど調整して可逆性感熱記録材料の消去を行うこともできるのである。
【００４７】
また、可逆性感熱記録材料Ｄの記録層の厚さ、感度、発熱層の故障などを検知して自動的に消去ユニットＢとゴムローラＣとの位置関係を調整するようにしてもよい。
【００４８】
さらに、必要に応じて消去ユニットＢ又はゴムローラＣに、例えばバネ等の付勢手段を取り付けることにより、これらを相対的に押圧させるようにしてもよい。このようにするときは、許容し得る可逆性感熱記録材料の厚みの範囲を広くし得る。
【００４９】
このような構成からなる消去装置のカード挿入口から挿入されたカード状の可逆性感熱記録材料Ｄは、ゴムローラＣと消去ユニットＢとの間において、矢印９の方向へのゴムローラＣの回転による摩擦により巻き込まれるようにして矢印８の方向へ搬送移動され、消去ヘッドＡの発熱層２ａ、２ｂ上で加熱された後、消去装置から搬出されて、消去が行われる。
【００５０】
次に、本発明の消去方法について説明する。上述した消去ヘッドＡを、例えば印加電圧ＤＣ２４Ｖ、印加率１０〜３０％のパルスで作動させて可逆性感熱記録材料Ｄの記録を消去する場合について説明する。図７は、消去ヘッドＡの発熱部の温度分布を示す図である。２つの発熱層２ａ、２ｂを同条件で形成し、同条件で作動させているために、それぞれの幅ｔ1とｔ2及び発熱温度Ｔ1とＴ2とが等しくなっている。図８は、そのときの可逆性感熱記録材料Ｄの記録層の温度変化を示す図である。記録層は、発熱層２ａにより消去温度領域に加熱された後、少し温度が下がり、再び発熱層２ｂにより加熱され、結果として比較的長い時間消去温度領域に保たれることになるのである。
【００５１】
図９は、発熱層を異なる抵抗温度係数の抵抗材料で形成したときの発熱特性（温度（℃）−時間（ｔ）の関係）を示す図である。本発明の上記消去ヘッドにおける発熱層２ａ、２ｂのように、抵抗温度係数が正に高い（１０００〜３５００ｐｐｍ／℃）抵抗材料を用いた場合には、図９（ａ）に示すように、発熱温度が比較的早くある温度で一定とし易く、消去をより完全に行うことができ好ましい。一方、抵抗温度係数が低い材料を用いた場合には、図９（ｂ）に示すように、発熱温度が飽和状態に達し難く、過熱の原因となり制御が困難となり、また抵抗温度係数が負に高い場合は、図９（ｃ）に示すように熱暴走となる恐れがある。
【００５２】
本発明の消去ヘッドにおいて、上述の消去ヘッドＡにおける発熱層２ａと２ｂとを異なる幅で形成してもよい。図１０は、本発明の第２の実施形態に係る消去ヘッドＡ’を示す概略表面図である。消去ヘッドＡ’は、２本の帯状の発熱層２ａ’、２ｂ’を異なる幅で設けており、それ以外は消去ヘッドＡと同一の構成とされている。ここで、絶縁基板１の中央寄り（図１０の下側）に位置する発熱層２ａ’は、例えば幅約１．５ｍｍで形成されており、絶縁基板１の端部側（図１０の上側）に位置するもう一方の発熱層２ｂ’は発熱層２ａ’よりも狭い幅、例えば約１ｍｍとされており、これら発熱層２ａ’、２ｂ’は互いに例えば約０．３ｍｍ離間して形成されている。
【００５３】
前記消去ヘッドＡ’を前述の消去ヘッドＡの場合と同条件で作動させて可逆性感熱記録材料の記録を消去する場合には、図１１に示すように、消去ヘッドＡ’の発熱部の温度分布は、発熱層２ａ’の幅ｔ1が発熱層２ｂ’の幅ｔ2よりも広く、発熱層２ａ’の発熱温度Ｔ1が発熱層２ｂ’の発熱温度Ｔ2よりも高くなっている。図１２は、そのときの可逆性感熱記録材料の記録層の温度変化を示す図である。記録層は、発熱層２ａ’により消去温度領域の比較的高い温度に比較的長い時間加熱された後、少し温度が下がり、再び発熱層２ｂ’により消去温度領域の比較的低い温度に比較的短い時間加熱され、結果として２段階の温度で異なる時間消去温度領域に保たれることになるのである。前記消去ヘッドＡ’では、発熱層２ａ’の幅を発熱層２ｂ’の幅よりも広く形成した例を示したが、逆に発熱層２ｂ’の幅を発熱層２ａ’の幅よりも広く形成しても構わない。
【００５４】
また、本発明において、前記消去ヘッドＡ（Ａ’）の発熱層２ａ、２ｂ（２ａ’、２ｂ’）において、例えばシート抵抗、抵抗温度係数等の電気特性が異なる発熱層を用いてもよい。
【００５５】
さらに、本発明の消去方法において、前記消去ヘッドＡの２本の発熱層２ａ、２ｂを異なる発熱温度に発熱させて可逆性感熱記録材料の記録部の消去を行ってもよい。例えば、先ず記録部を、発熱層２ａによって例えば記録（発色）温度領域まで加熱し、その後発熱層２ｂによって消去（消色）温度領域の温度に保つようにすれば、一旦記録層全体を発色させた後に全体を消色することになるので、記録層全体を均一に消去できるのである。また、このときの消去ヘッドＡの発熱部の温度分布を図１３に示すとともに、可逆性感熱記録材料の記録層の温度変化を図１４に示す。図１３に示すように、消去ヘッドＡの発熱部は、発熱層２ａが記録温度領域の温度Ｔｐに発熱し、発熱層２ｂが消去温度領域の温度Ｔｅに発熱することになる。そして、図１４に示すように、記録層は先ず記録温度領域に加熱され記録層全体が発色した後、消去温度領域に保たれて全体が消色されて消去が行われるのである。このとき、発熱層２ｂの幅を発熱層２ａよりも広くして形成すれば、全体が発色された記録層をその後比較的長い時間消去温度領域に保つことができるのでより確実な消去を行うことができ好ましい。
【００５６】
上述の本発明における実施形態の消去ヘッドでは、発熱層を２本用いた例について詳述したが、本発明においてはこれらに限定されることなく、複数の帯状の発熱層を並設したものを広く包含する。発熱層の数を増やすことにより可逆性感熱記録材料を多様な態様で予熱、本加熱、徐冷を行うことができ、材料、厚さ、感度などの異なる各種各様の記録層を有する可逆性感熱記録材料に適した消去条件を適用することができるのである。
【００５７】
以下、本発明における消去ヘッドの制御方法について説明する。上述したように本発明の消去ヘッドは複数の帯状の発熱層を有することを特徴とする。また、これら発熱層は、その材料を同一又は異ならせて形成したり、その幅を同一又は異ならせて形成したりすることができるものである。したがって、印加電圧およびデューティを同一にするなど同一条件にて作動させた場合においても、異なる温度で発熱させることができるのである。また、これら複数の発熱層を異なる作動条件で発熱させるように制御すれば、より多様な態様の加熱条件を実現できるのである。すなわち、可逆性感熱記録材料を予備加熱後本加熱したり、本加熱後徐冷したりするなど、他段階の加熱温度で予熱、本加熱、徐冷などをさまざまなパターンで取り得ることができるのである。
【００５８】
また、本発明の消去ヘッドにおいて発熱層を抵抗温度係数が正に高い材料で形成した場合には、温度変化に対する抵抗値の変化率が高いので、発熱層の抵抗値変化を測定することにより発熱層の温度を比較的容易に推測することができ、この推測に基づき所望の発熱温度を維持又は所望の発熱温度へ補正する制御を行えば、より精度の高い条件で消去を行うことができるのである。
【００５９】
前記発熱層の抵抗値変化の測定は、次のようにして行う。たとえば図１６に等価回路図が示されるように、発熱層２に外付で温度係数が小さい抵抗Ｒｓを電源電圧Ｖ１（たとえばＤＣ２４Ｖ）との間に直列に接続しておく。この抵抗Ｒｓは、たとえば温度係数が殆ど０に近く、抵抗値が発熱体の抵抗値の２０％程度のものを使用することが好ましい。まず、スイッチをＯＮにした直後（発熱体２の温度が室温の状態）の発熱層にかかる電圧を測定し（Ｖ１−抵抗Ｒｓの両端電圧Ｖ２）、その電圧を電流（Ｖ２／Ｒｓ）で割ることにより発熱体２の抵抗値を求める。電圧の印加により発熱体２の温度が上昇すると、発熱体２の抵抗値が増大し、電流が小さくなるため、Ｖ２が小さくなり、やがて発熱体２の温度が一定になる。そのときのＶ２を測定することにより前述と同様に発熱体２の両端の電圧が求まり、また、そのときの電流も前述と同様にＶ２／Ｒｓにより求まるため、発熱体２の抵抗値を知ることができる。この結果、発熱体２の温度が安定したときの抵抗値および室温時の抵抗値が分るため、その差を発熱体２の温度係数で割ることにより、発熱体２の温度を知ることができる。
【００６０】
また、連続的に使用する場合、発熱体を取り付けた基板自体の温度が上昇するため、同じ電力（同じデューティサイクル）を印加しても、発熱体の温度が変る。このような場合、基板温度を測定することによりその制御をすることができる。この基板温度を測定する場合でも、発熱体が複数あるため、たとえば消去のために使用しない発熱体に３Ｖ程度の低い電圧（Ｖ１）を印加し、前述の図１６に示される回路で発熱体２の抵抗値を測定すれば、動作し始めた状態での抵抗値（室温での抵抗値）との差から、発熱体２の温度を測定することができる。この場合、発熱体に印加される電圧（Ｖ１）は３Ｖ程度と非常に低いため、その印加電圧によっては、発熱体は殆ど発熱しないため、その温度が基板温度として測定される。
【００６１】
上記各例では、複数個ある発熱層のそれぞれは、その長さ全体に亘って同じ材料（同じ比抵抗）に形成されていたが、部分的に異なる材料で形成することによりその比抵抗を変えることもできる。たとえば前述のＡｇ＋Ｐｄペーストを帯状発熱層の帯部分全体に塗布しないで、このような所望の比抵抗を有する発熱層用のペーストと、Ｐｄの含有率を変えて殆ど発熱しない非発熱層用のペーストとの塗布を所望のパターンで行うことにより、発熱層の所望のパターンを形成することができ、カードの消去を所望のパターンで行うことができる。たとえば、図１７（ａ）に示されるように、たとえば２本の発熱層のうち、一方にはカード幅の中心部に相当する部分に発熱層２ａを形成し、その両端部には電流は流すが殆ど発熱しない非発熱層２１ａを形成し、他方には、カード幅の両端部側に発熱層２ｂを形成し、中心部に非発熱層２１ｂを形成することができる。なお、図１７（ａ）において、図１と同じ部分には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００６２】
このような発熱層を有する消去ヘッドＡを用いて、たとえば発熱層２ａのみを発熱させて（発熱層２ｂ側には電流を流さない）、図５に示されるように、可逆性感熱記録材料であるカードＤを一方からゴムローラＣにより押し付けながら移送すると、図１７（ｂ）に示されるように、全面にプリント（記録）されたカードＤの中心部分が消去される（斜線部分がプリントされた部分を示し、白い部分が消去された部分を示す、以下同じ）。
【００６３】
また、カードＤを移送しながら、発熱層２ａの発熱と非発熱（電流を０又は小さくする）を時間的に変化させることにより、図１７（ｃ）に示されるように、中心部も部分的に消去することができる。また、発熱層２ａを発熱させないで、他方の発熱層２ｂのみを発熱させながら、カードＤを移送すると、図１７（ｄ）に示されるように、両端部のみを縦方向に消去することができる。さらに、この発熱層２ｂを時間的に発熱と非発熱に変化させることにより、図１７（ｅ）に示されるように、両端部側を部分的に消去することができる。
【００６４】
さらに、両方の発熱層２ａ、２ｂを発熱させながら、カードＤを移送すると、図１７（ｆ）に示されるように、全面の消去をすることができ、これらの発熱層を時間的に発熱と非発熱に切り替えてカードＤを移送させることにより、図１７（ｇ）に示されるように、中心部および両端部をそれぞれ部分的に消去することができ、所望のパターンで消去を行うことができる。
【００６５】
このように、複数本の発熱層を有しているため、それらの発熱層のパターンを変えることにより、所望の消去パターンを形成することができる。このようにすることにより、ある文字列のみを消去したり、日付部分など、特定の場所のみを消去することができる。
【００６６】
【発明の効果】
本発明の消去ヘッドによれば、多様な条件において可逆性感熱記録材料の消去を行うことができるので、リライタブルカード等の可逆性感熱記録材料の記録／消去を繰り返し行った場合に、消去の完全さの劣化の程度を一層少なくすることができ、結果として記録の品質を維持して可逆性感熱記録材料の寿命を延ばすことができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る消去ヘッドを示す概略表面図である。
【図２】図１の消去ヘッドの概略裏面図である。
【図３】本発明の消去ヘッドをユニット化した消去ユニットの一例を示す平面図である。
【図４】図３の消去ユニットの側面図である。
【図５】本発明に係る消去装置の一例を示す概略側面図である。
【図６】本発明の消去装置における回転手段と消去ヘッドとの位置関係の説明図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る消去ヘッドの２本の発熱層を同条件で作動させた場合の発熱部の温度分布を示す図である。
【図８】消去ヘッドの発熱部を図７のように発熱させて消去を行ったときの可逆性感熱記録材料の記録層の温度変化を示す図である。
【図９】本発明の消去ヘッドにおいて発熱層の抵抗温度係数による発熱特性の違いを示す説明図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る消去ヘッドを示す概略表面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る消去ヘッドの２本の発熱層を同条件で作動させた場合の発熱部の温度分布を示す図である。
【図１２】消去ヘッドの発熱部を図１１のように発熱させて消去を行ったときの可逆性感熱記録材料の記録層の温度変化を示す図である。
【図１３】本発明の消去方法における消去ヘッドの発熱層の発熱温度の一例の説明図である。
【図１４】図１３のように消去ヘッドの発熱層を発熱させて消去を行ったときの可逆性感熱記録材料の記録層の温度変化を示す図である。
【図１５】可逆性感熱記録材料の記録層の特性の説明図である。
【図１６】発熱体の温度を測定する原理を説明する図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態に係る消去ヘッドを示す概略表面図およびそれを用いた消去パターンの例を示す図である。
【符号の説明】
１耐熱性基板
２ａ、２ｂ、２ａ’、２ｂ’ 発熱層
５基台
６配線基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an erasing head for a reversible thermosensitive recording material.as well asHow to controlTo the lawMore specifically, an erasing head for erasing a recorded reversible thermosensitive recording material.as well asHow to controlTo the lawRelated.
[0002]
[Prior art]
In recent years, for example, reversible coloring and decoloring by heating on a film, sheet, card or other support made of synthetic resin such as paper, non-woven fabric, woven fabric, vinyl chloride, polyethylene terephthalate, metal, glass, etc. A reversible thermosensitive recording material (rewritable card) provided with a recording portion composed of a reversible thermosensitive recording layer that can be repeated has been widely used.
[0003]
As shown in FIG. 15, the reversible thermosensitive recording layer (a) develops color by heating to a recording (coloring) temperature region (for example, around 170 ° C.) which is a specific temperature region, and (b) from the temperature region. The characteristic is that the color is erased by heating to an erasing (decoloring) temperature range (for example, around 140 ° C.), which is a low temperature range, and the coloring state or decoloring state is maintained in an invariable temperature range, which is a lower temperature range. For example, it contains a leuco compound and a developer, melts at a relatively high temperature, mixes and reacts at the molecular level, and solidifies while being mixed by rapid cooling to maintain the color development state and record. On the other hand, the leuco compound and the developer are crystallized separately by heating to a high temperature and then gradually cooling, or they are kept for a certain time in a specific temperature range below the melting point of the leuco compound and the developer. From the leuco compound and the developer by gradually separating the layers and crystallizing and decoloring, and from the color developing and decoloring agent that develops and decolors the dye precursor and heat. And the like using a thermal change of transparency / color development or color development / decoloration.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, recording and erasure on the reversible thermosensitive recording material as described above is performed by transferring the reversible thermosensitive recording material to a heat generating portion of a heat generating unit such as a thermal head while conveying the reversible thermosensitive recording material by a rotary conveying unit such as a rubber roller. This is done by heating the recording part in contact or non-contact. However, erasure of recorded reversible thermosensitive recording material is performed under erasing conditions such as rough heating temperature determined empirically without sufficient heating temperature control, so the change in the surrounding environment Incomplete erasure often occurs due to overheating due to a temperature rise such as thermal runaway of the heating element itself. In addition, since it is erased by heating with a single (one) belt-like heating element like a thermal head, it cannot be heated for a sufficient period of time, and furthermore, the heating temperature gradient can only be performed under limited conditions, There may be a problem that an afterimage of a recorded image before erasure remains.
[0005]
  The present invention has been made in view of such a current situation, and has been adapted to the coloring / decoloring characteristics of the reversible thermosensitive recording layer by realizing various controls of the heating time and the heating temperature and the heating temperature gradient. By making it possible to erase the reversible thermosensitive recording material under more optimal erasing conditions, the erasure can be performed more completely, and the speed of quality deterioration of the reversible thermosensitive recording material when recording and erasing are repeated is marked. Erasable Head for Reversible Thermosensitive Recording Materialas well asHow to control the erase headThe lawIt is intended to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that a plurality of belt-like heat generating layers are provided in parallel. More specifically, the present invention relates to the following erasing head, its control method and erasing method.
[0007]
  (1)1A plurality of belt-like heat generating layers extending in a direction perpendicular to the traveling direction at the time of erasing the reversible thermosensitive recording material are provided side by side on a sheet of heat-resistant substrate, and each of the belt-like heat generating layers is arranged along the longitudinal direction of each of the heat-generating layers. Electrodes are formed at both ends so that a current can flow, and a reversible thermosensitive recording material is passed over the belt-like heat generating layer in a state where current is passed through and heated in at least one of the belt-like heat generating layers. Erase head for reversible thermosensitive recording material for erasing the recording of the reversible thermosensitive recording materialAnd at least one of the plurality of belt-like heat generating layers is composed of a heat generating layer having a resistance temperature coefficient of 1000 to 3500 ppm / ° C., and a resistance having a resistance value and a resistance temperature coefficient smaller than that of the heat generating layer is connected in series to the heat generating layer. An erasable head for a reversible thermosensitive recording material provided with the at least one heat generating layer so that the resistance value of the heat generating layer can be measured by measuring the resistance value of the heat generating layer..
[0008]
  According to the erasing head of (1), since a plurality of belt-like heat generating layers are provided in parallel, the heating time can be shortened or lengthened without having to change the transport speed of the reversible thermosensitive recording material. It is possible to approach the optimum erasing temperature condition according to the characteristics of various reversible thermosensitive recording layers. In addition, since different heat generation temperatures can be obtained by applying different voltages to each heat generation layer, preheating and slow cooling can be performed by wide control of heating and cooling rates, and various heating temperature gradients can be set.
  Furthermore, since it includes a heat generation layer having a resistance temperature coefficient of 1000 to 3500 ppm / ° C., when the heat generation layer reaches a certain temperature when it generates heat, it is likely to be saturated at that temperature and easily controlled to a desired heating temperature. It is. Further, the resistance value change with respect to the heat generation temperature is large, and the resistance value change can be easily measured, and the heat generation temperature of the heat generation layer can be advantageously controlled based on the resistance value change. Therefore, the heating temperature for the reversible thermosensitive recording material can be accurately performed.
[0009]
Furthermore, if any one of a plurality of heat generating layers is used and the other is used as a spare, even if one of them fails, the other heat generating layer can be used as a substitute. In addition, the life of the erasing head can be significantly extended.
[0010]
(2) The reversible thermosensitive recording material erasing head according to the above (1), wherein at least two of the plurality of belt-like heat generating layers have different widths.
[0011]
According to the erasing head of (2), since the belt-like heat generating layers having different widths are provided, the heat generating temperature of the heat generating layer can be changed even at the same applied voltage, and various voltages differing in each heat generating layer. By applying, a wider range of heating temperature can be controlled. In addition, since the heat generating layers have different widths, the heating time can be shortened or lengthened depending on the width of the heat generating layer, and various heating temperature gradient settings can be controlled in combination with the heating temperature.
[0012]
(3) The erasable head for reversible thermosensitive recording material according to (1) or (2) above, wherein at least two of the plurality of belt-like heat generating layers have different electrical characteristics.
[0013]
According to the erasing head of (3) above, since the heat generating layers having different electrical characteristics such as sheet resistance and resistance temperature coefficient are provided in parallel, a wider range of heating temperatures can be controlled.
[0016]
  (4) It has a heat-resistant substrate and a plurality of belt-like heat generating layers arranged side by side on the heat-resistant substrate, and at least one of the plurality of belt-shaped heat generating layers is partly formed on the non-heat generating portion An erase head for a reversible thermosensitive recording material. Here, the non-heat generating portion means a portion made of a conductor portion having a small specific resistance, where current flows but there is almost no resistance loss and does not generate heat enough to erase the recording of the reversible thermosensitive recording material.
[0017]
  (4With the erasing head, a part of the recording can be left without erasing the reversible thermosensitive recording material (card) in a line. That is, generally when erasing what is recorded on a reversible thermosensitive recording material, the card is moved (scanned) over the erasing head on which the heat generating layer is formed in accordance with the width of the card. However, according to the erasing head of (5), since a part of the heat generating layer is a non-heat generating portion, the portion of the card passing over the non-heat generating portion is not heated and erasing is not performed. A part of the card is not erased in a line, and a record remains. As a result, rules that do not need to be rewritten can be left as they are without being erased and rewritten. In the case of the present invention, since there are a plurality of heat generating layers, by forming the non-heat generating portion of each heat generating layer at a different position, by selecting the combination of the heat generating layers used for erasing, the desired card Can be rewritten without erasing the range.
[0020]
  (5) A control method for a reversible thermosensitive recording material erasing head having a plurality of strip-shaped heat generating layers arranged side by side, wherein the plurality of strip-shaped heat generating layers have a resistance temperature coefficient of 1000 to 3500 ppm / ° C. The resistance value of the heat generating layer having the resistance temperature coefficient is measured, the heat generation temperature of the heat generation layer is estimated based on the measured resistance value, the estimated heat generation temperature is compared with a desired heat generation temperature, the comparison A method for controlling an erasing head for a reversible thermosensitive recording material, wherein the heat generation temperature of the heat generation layer is adjusted based on the results.
  Without using at least one of the plurality of heat generating layers for erasing, the resistance value of the heat generating layer not used for erasing is measured, and the temperature of the substrate on which the plurality of heat generating layers are provided is estimated from the resistance value. The substrate to which the heating element is attached by continuously using the heat generation temperature of the heat generation layer and adjusting the heat generation temperature of the heat generation layer by comparing the temperature of the substrate and the desired heat generation temperature. Even if the temperature of itself rises, the temperature of the heating element can be accurately controlled.
[0021]
  the above(5According to the control method of the erasing head, since a plurality of belt-like heat generating layers are provided in parallel, the heating time can be shortened or lengthened without the need to change the transport speed of the reversible thermosensitive recording material, Since it includes a heat generation layer having a resistance temperature coefficient of 1000 to 3500 ppm / ° C., the heat generation layer has a large resistance value change with respect to the heat generation temperature, and the resistance value change can be easily measured. Therefore, it is possible to accurately estimate the change in the heat generation temperature, and to accurately control the heat generation temperature of the heat generation layer. Further, since a heat generating layer having a positive resistance temperature coefficient is used, when the heat generating layer is heated, when it reaches a certain temperature, it is likely to be saturated at that temperature and easily controlled to a desired heating temperature. Therefore, the reversible thermosensitive recording material can be erased closer to the optimum erasing conditions according to the characteristics of various reversible thermosensitive recording layers.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the features of the present invention will be described in more detail by describing an example of an embodiment based on the drawings.
[0030]
FIG. 1 is a schematic front view showing an erasing head A according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a rear view thereof. In these drawings, the erasing head A has two belt-like heat generating layers 2 a and 2 b extending in the longitudinal direction at the end in the width direction on the surface of the heat-resistant plate-like substrate 1.
[0031]
The heat-resistant substrate 1 is made of a substantially rectangular plate having a length of about 50 mm, a width of about 7.5 mm, and a thickness of about 0.6 mm, for example, and ceramics such as alumina can be used as the material thereof. As long as it has heat resistance under the heat generation temperature conditions and at least the surface on which the heat generation layer is provided has an insulating property, it is a resin material such as glass epoxy, a metal made of stainless steel or the like with an insulating film provided on the surface A board, a glass-type material, etc. can be used widely. In the present embodiment, an alumina substrate is used as the heat-resistant substrate 1, and a glass layer is coated on the upper surface (not shown).
[0032]
The two heat generating layers 2a and 2b are formed by applying, for example, a paste of Ag + Pd, and further RuO.₂Can be used. When made of an Ag—Pd alloy, a sheet resistance of 100 mΩ / Sq to 200 mΩ / Sq can be obtained, and the temperature coefficient can be changed depending on the ratio of the two. Moreover, when using as a conductor (electrode), resistance can be made low, so that there is much Ag. The size is, for example, a linear shape having a width of about 1 mm and a thickness of about 10 μm, and is printed and formed, for example, to the full length in the longitudinal direction of the insulating substrate 1 at a distance of 0.3 mm. The resistance value is about 20Ω, The temperature coefficient of resistance is about 1500 ppm / ° C. (when the temperature changes by 100 ° C., the resistance value changes by 15%). In the present invention, the width and interval of the heat generating layer of the heat generating layer are not limited to this, and are appropriately determined depending on the relationship between the characteristics of the recording portion material of the reversible thermosensitive recording material and the conveyance speed of the reversible thermosensitive recording material at the time of erasure. It is sufficient to make it a proper condition. Moreover, it is preferable that the temperature coefficient of resistance of the heat generating layer is as high as possible, and it is particularly preferable to use a material of 1000 to 3500 ppm / ° C. This is because when the resistance temperature coefficient is positively higher, when the heat is generated, the temperature is saturated more quickly and the temperature stability at high temperature is excellent, and heating due to thermal runaway or the like can be prevented. In addition, the fact that the temperature coefficient of resistance is positively high means that the resistance value change with respect to the temperature change is large, so it is easy to estimate the actual heat generation temperature due to the deviation from the reference resistance value by measuring the resistance value in the heated state. Therefore, the deviation from the desired heat generation temperature can be easily corrected by adjusting the applied voltage.
[0033]
Further, an electrode 3a made of a good conductor such as silver / palladium alloy is printed and formed on the left end portion of the surface of the heat resistant substrate 1 to electrically connect one end of the two heat generating layers 2a and 2b. A pair of electrodes 3b and 3c that are electrically connected to one end of each of the two heat generation layers 2a and 2b are printed and formed on the right end of the surface of the heat-resistant substrate 1.
[0034]
Note that a protective layer made of, for example, glass may be provided on the two heat generating layers in order to prevent a short circuit due to wear and foreign matter adhesion. In this embodiment, although not shown, a glass layer is provided.
[0035]
Then, as shown in FIG. 2, the three electrodes 3 a, 3 b, and 3 c are extended to the back surface through the end surfaces on the width direction side of the heat resistant substrate 1. However, each electrode can be formed on the front surface side without extending to the back surface.
[0036]
Further, a pair of electrodes 3d and 3e are printed on the center of the rear surface of the heat-resistant substrate 1, and a chip-like thermistor 4 as a temperature detecting element is mounted. As the thermistor 4, for example, a thermistor having a resistance value of about 10Ω at 25 ° C. and a B constant of about 3439 K can be used.
[0037]
FIG. 3 is a plan view showing an example of an erasing unit B in which the above-described erasing head A is unitized, and FIG. 4 is a side view thereof. In the erasing unit B, an erasing head A and a substantially rectangular wiring board 6 made of, for example, a flexible circuit board for drawing out electrodes thereof are provided on a base 5 made of, for example, aluminum. Further, the base 5 has a substantially rectangular shape in plan view, for example, having a length of about 50 mm, a width of about 25 mm, and a maximum thickness of about 5 mm, and has the same length as the erasing head A.
[0038]
As shown in FIG. 4, the wiring board 6 is formed on the uppermost step 5a of the three steps 5a, 5b, 5c formed on the upper surface of the base 5 so as to extend in the longitudinal direction. The one side edge is positioned so as to be pressed against the step wall between the step portion 5a and the middle step portion 5b continuous with the step portion 5a, and the opposite end portion is placed so as to protrude from the base 5. . The step between the stepped portion 5b and the stepped portion 5a is formed substantially equal to the thickness of the wiring board 6.
[0039]
Further, the erasing head A is positioned on the stepped portion 5b so that one side edge in the length direction is pressed against the stepped wall between the stepped portion 5b and the stepped portion 5c at the highest position continuous thereto. The other end of the opposite side protrudes from the stepped portion 5 b and is fixed by being adhered with an adhesive 7 so as to overlap the one end of the wiring substrate 6. The step between the stepped portion 5c and the stepped portion 5b is slightly smaller than the thickness of the erasing head A, and the width of the stepped portion 5c is also narrowed. The erasing head A is formed with the heat generating layers 2a, 2b. The side edge is provided so as to substantially follow the edge of the base 5. One end of the wiring board 6 is pressed by the erasing head A, and the other end is fixed to the base by two screws 8a and 8b.
[0040]
The electrodes 3 a to 3 e provided on the back surface of the erasing head A are connected to the terminals of the wiring board 6 at the portion where the erasing head A and the wiring board 6 overlap with each other, and the terminals on the other end protruding from the wiring board 6. It is pulled out to 6a-6e, respectively.
[0041]
Next, the erasing apparatus according to the present invention will be described. FIG. 5 is a schematic side view thereof. In the erasing unit B, terminals 6a to 6e are provided and the other end of the protruding wiring board 6 is inserted into a connector provided in the erasing device and connected to a control circuit (not shown). A circular rubber roller C as a rotating means is arranged so as to face the heat generation layers 2a and 2b of the erasing head A mounted on the erasing unit B. The rotating means can be used without particular limitation as long as it is in the form of a roll. For example, the surface of a core material such as metal is coated with an elastic material having excellent heat resistance such as silicon rubber and having a high friction coefficient. Those can be preferably used.
[0042]
Although not shown, a position adjusting means for adjusting the positional relationship between the rubber roller C and the erasing head A is provided. The position adjusting means is not particularly limited, and is a mechanism capable of relatively horizontally moving in a direction substantially perpendicular to a perpendicular line from the rotation axis of the rubber roller C to the heat generating portion (heat generating layer 2a, 2b) of the erasing head A. For example, if a ball screw is screwed to the base 5 of the erasing unit B and the ball screw is connected to a stepping motor via a speed reducer, the rotation of the ball screw accompanying the rotation of the stepping motor Thus, the erasing unit B can be moved horizontally by a predetermined dimension. However, the positional relationship between the heat generating portion and the rubber roller C can also be changed by rotating the erasing unit B around the rotation axis of the rubber roller C.
[0043]
In addition, since the erasing head of the present invention has a plurality of belt-shaped heat generating layers, normally, one heat generating layer is used for erasing, and other heat generating layers are used as a spare in case of failure of the heat generating layer. As shown in FIG. 6 (c), the rotation axis of the rubber roller C is positioned immediately above one heat generating layer 2a to perform erasing, and when this heat generating layer 2a fails, another one is generated. The rotational axis of the rotating means is directly above the heat generating layer used by the position adjusting means so that the rotational axis of the rubber roller C is positioned immediately above the heat generating layer 2b (FIG. 6B). Can be located. However, as shown in FIG. 6A, writing (printing) and erasing are repeated many times by providing the rotation axis O of the rubber roller C to be positioned immediately above the center of the two heat generating layers 2a and 2b. However, it is particularly preferable because deformation due to warpage of the plate-like reversible thermosensitive recording material D can be prevented, durability can be improved, and recording reliability can be improved.
[0044]
That is, the heat-sensitive recording material D is a plate-shaped card made of a plastic such as vinyl chloride. During erasing, the temperature rises to about 120 to 150 ° C. by the erasing head, and thus heating and cooling are repeated. When the conventional heat generating layer 2 is erased by a single erasing head, the portion pressed by the rubber roller C and the portion that raises the temperature by the heat generating layer 2 are the same place. As shown in FIG. 6D, both sides of the heat-sensitive recording material D warp downward, and as the number of times of erasure increases, this warpage increases or becomes curled. Therefore, it is difficult to store even when stored, the next recording cannot be made accurate, the number of times of recording erasing is limited, and the life is short. On the other hand, cards using this type of heat-sensitive recording material are expected to endure 500 times or more of writing (printing) and erasing.
[0045]
However, by using an erasing head having a plurality of heat generating layers according to the present invention and positioning the rotation axis O of a rotating body such as a rubber roller C in the gap between the two heat generating layers, as shown in FIG. In addition, since the heat-sensitive recording material D is pushed down at the intermediate portion between the heat generating layers 2a and 2b, a force is applied to the gap portion so that both sides are directed upwards, being lower than the surface of the heat generating layers 2a and 2b. As a result, the heating force by the heat generating layers 2a and 2b and the pressing force by the rubber roller C are matched, so that almost no warping occurs, and even if writing and erasing are repeated many times, the warping of the card becomes large, The phenomenon of curling does not occur, and even if the writing and erasing operations are repeated 500 times or more, there is no problem that the card storage is disturbed or the recording reliability is lowered.
[0046]
In this way, by adjusting the position of the erasing head and the rotating means, and further adjusting the heat generation temperature of each heat generating layer, the effects of preheating and gradual cooling are added, and the reversibility feeling is adjusted by increasing the heating time. The thermal recording material can also be erased.
[0047]
Further, the positional relationship between the erasing unit B and the rubber roller C may be automatically adjusted by detecting the thickness of the recording layer of the reversible thermosensitive recording material D, sensitivity, failure of the heat generation layer, and the like.
[0048]
Furthermore, you may make it relatively press these, for example by attaching urging means, such as a spring, to the erasing unit B or the rubber roller C as needed. When doing so, the allowable range of the thickness of the reversible thermosensitive recording material can be widened.
[0049]
The card-like reversible thermosensitive recording material D inserted from the card insertion port of the erasing apparatus having such a configuration is friction between the rubber roller C and the erasing unit B due to the rotation of the rubber roller C in the direction of the arrow 9. Is transferred in the direction of the arrow 8 so as to be caught by the heat, heated on the heat generating layers 2a and 2b of the erasing head A, and then unloaded from the erasing apparatus for erasing.
[0050]
Next, the erasing method of the present invention will be described. A case will be described in which the erasing head A described above is operated with, for example, a pulse having an applied voltage of DC 24 V and an application rate of 10 to 30% to erase the recording of the reversible thermosensitive recording material D. FIG. 7 is a view showing the temperature distribution of the heat generating portion of the erasing head A. As shown in FIG. Since the two heat generation layers 2a and 2b are formed under the same conditions and operated under the same conditions, the widths t1 and t2 and the heat generation temperatures T1 and T2 are equal. FIG. 8 is a diagram showing the temperature change of the recording layer of the reversible thermosensitive recording material D at that time. After the recording layer is heated to the erasing temperature region by the heat generating layer 2a, the temperature drops slightly and is heated again by the heat generating layer 2b. As a result, the recording layer is maintained in the erasing temperature region for a relatively long time.
[0051]
FIG. 9 is a diagram showing heat generation characteristics (temperature (° C.)-Time (t) relationship) when the heat generation layer is formed of resistance materials having different resistance temperature coefficients. When a resistance material having a positive resistance temperature coefficient (1000 to 3500 ppm / ° C.) is used as in the heat generation layers 2a and 2b in the erasing head of the present invention, as shown in FIG. It is preferable that the temperature is relatively fast and easily fixed at a certain temperature, and erasing can be performed more completely. On the other hand, when a material having a low temperature coefficient of resistance is used, as shown in FIG. 9B, the exothermic temperature is unlikely to reach a saturated state, causing overheating and difficult to control, and the resistance temperature coefficient is negative. If it is high, there is a risk of thermal runaway as shown in FIG.
[0052]
In the erasing head of the present invention, the heat generating layers 2a and 2b in the erasing head A may be formed with different widths. FIG. 10 is a schematic surface view showing an erasing head A ′ according to the second embodiment of the present invention. The erasing head A 'has the same configuration as the erasing head A except that the two belt-like heat generating layers 2a' and 2b 'are provided with different widths. Here, the heat generating layer 2a ′ located near the center of the insulating substrate 1 (lower side in FIG. 10) is formed with a width of about 1.5 mm, for example, and is on the end side of the insulating substrate 1 (upper side in FIG. 10). The other heat generating layer 2b 'positioned at the width of the heat generating layer 2a' is narrower than the heat generating layer 2a ', for example, about 1 mm, and these heat generating layers 2a', 2b 'are formed separated from each other by, for example, about 0.3 mm. .
[0053]
When erasing the recording of the reversible thermosensitive recording material by operating the erasing head A ′ under the same conditions as in the erasing head A, as shown in FIG. 11, the temperature of the heat generating portion of the erasing head A ′ The distribution is such that the width t1 of the heat generation layer 2a 'is wider than the width t2 of the heat generation layer 2b', and the heat generation temperature T1 of the heat generation layer 2a 'is higher than the heat generation temperature T2 of the heat generation layer 2b'. FIG. 12 is a diagram showing the temperature change of the recording layer of the reversible thermosensitive recording material at that time. The recording layer is heated to a relatively high temperature in the erasing temperature region by the heat generating layer 2a ′, then drops in temperature, and is again relatively short to a relatively low temperature in the erasing temperature region by the heat generating layer 2b ′. As a result, it is heated for a period of time, and as a result, it is maintained at different temperature erasing temperature regions at two stages of temperatures. In the erasing head A ′, an example in which the width of the heat generation layer 2a ′ is formed wider than the width of the heat generation layer 2b ′ is shown. Conversely, the width of the heat generation layer 2b ′ is wider than the width of the heat generation layer 2a ′. It doesn't matter.
[0054]
In the present invention, the heat generating layers 2a and 2b (2a 'and 2b') of the erasing head A (A ') may use heat generating layers having different electrical characteristics such as sheet resistance and resistance temperature coefficient.
[0055]
Further, in the erasing method of the present invention, the two heat generating layers 2a and 2b of the erasing head A may be heated to different heat generating temperatures to erase the recording portion of the reversible thermosensitive recording material. For example, if the recording portion is first heated to, for example, the recording (coloring) temperature region by the heat generating layer 2a and then maintained at the temperature of the erasing (erasing) temperature region by the heat generating layer 2b, the entire recording layer is once colored. After that, the entire recording layer is erased, so that the entire recording layer can be erased uniformly. FIG. 13 shows the temperature distribution of the heat generating part of the erasing head A at this time, and FIG. 14 shows the temperature change of the recording layer of the reversible thermosensitive recording material. As shown in FIG. 13, in the heat generating portion of the erasing head A, the heat generating layer 2a generates heat to the temperature Tp in the recording temperature region, and the heat generating layer 2b generates heat to the temperature Te in the erasing temperature region. Then, as shown in FIG. 14, the recording layer is first heated to the recording temperature region and the entire recording layer develops color, and then the recording layer is maintained in the erasing temperature region and the entire layer is decolored and erased. At this time, if the width of the heat generating layer 2b is formed wider than that of the heat generating layer 2a, the recording layer on which the entire color has been developed can be kept in the erasing temperature region for a relatively long time thereafter, so that more reliable erasure is performed. Is preferable.
[0056]
In the erasing head according to the embodiment of the present invention described above, the example using two heat generating layers has been described in detail. However, the present invention is not limited to these, and a plurality of belt-shaped heat generating layers are arranged in parallel. Widely encompass. By increasing the number of heat-generating layers, reversible thermosensitive recording materials can be preheated, fully heated, and gradually cooled in various modes, and have a variety of recording layers with different materials, thicknesses, and sensitivity. The erasing conditions suitable for the thermal recording material can be applied.
[0057]
The erasing head control method in the present invention will be described below. As described above, the erasing head of the present invention is characterized by having a plurality of belt-like heat generating layers. In addition, these heat generating layers can be formed with the same or different materials, or with the same or different widths. Therefore, even when operated under the same conditions, such as the same applied voltage and duty, heat can be generated at different temperatures. Further, if the plurality of heat generating layers are controlled so as to generate heat under different operating conditions, more various heating conditions can be realized. In other words, the reversible thermosensitive recording material can be preheated, main heated, or gradually cooled after the main heating, and preheating, main heating, slow cooling, etc. can be obtained in various patterns. It is.
[0058]
In the erasing head of the present invention, when the heat generating layer is formed of a material having a high resistance temperature coefficient, the rate of change of the resistance value with respect to the temperature change is high. The temperature of the layer can be estimated relatively easily, and if the control is performed to maintain or correct the desired heat generation temperature based on this estimation, erasing can be performed with higher accuracy. is there.
[0059]
The change in resistance value of the heat generating layer is measured as follows. For example, as shown in an equivalent circuit diagram in FIG. 16, a resistor Rs externally attached to the heat generating layer 2 and having a small temperature coefficient is connected in series with the power supply voltage V1 (for example, DC 24V). As this resistor Rs, for example, it is preferable to use a resistor having a temperature coefficient close to 0 and a resistance value of about 20% of the resistance value of the heating element. First, the voltage applied to the heating layer immediately after the switch is turned on (the temperature of the heating element 2 is at room temperature) is measured (V1−the voltage V2 across the resistor Rs), and the voltage is divided by the current (V2 / Rs). Thus, the resistance value of the heating element 2 is obtained. When the temperature of the heating element 2 rises due to the application of voltage, the resistance value of the heating element 2 increases and the current decreases, so that V2 decreases and eventually the temperature of the heating element 2 becomes constant. By measuring V2 at that time, the voltage at both ends of the heating element 2 can be obtained in the same manner as described above, and the current at that time can also be obtained by V2 / Rs as described above, so that the resistance value of the heating element 2 is known. Can do. As a result, since the resistance value when the temperature of the heating element 2 is stabilized and the resistance value at room temperature are known, the temperature of the heating element 2 can be known by dividing the difference by the temperature coefficient of the heating element 2. .
[0060]
In addition, when used continuously, the temperature of the substrate itself to which the heating element is attached rises, so that the temperature of the heating element changes even when the same power (same duty cycle) is applied. In such a case, it can be controlled by measuring the substrate temperature. Even when this substrate temperature is measured, since there are a plurality of heating elements, for example, a low voltage (V1) of about 3 V is applied to a heating element that is not used for erasing, and the heating element 2 is applied by the circuit shown in FIG. If the resistance value of the heating element 2 is measured, the temperature of the heating element 2 can be measured from the difference from the resistance value (resistance value at room temperature) in the state of starting operation. In this case, since the voltage (V1) applied to the heating element is very low, about 3 V, the heating element hardly generates heat depending on the applied voltage, and the temperature is measured as the substrate temperature.
[0061]
In each of the above examples, each of the plurality of heat generating layers is formed of the same material (the same specific resistance) over the entire length, but the specific resistance is changed by partially forming it with different materials. You can also For example, the above-described Ag + Pd paste is not applied to the entire belt portion of the belt-like heat generating layer, and the heat-generating layer paste having such a desired specific resistance and the non-heat-generating layer paste that hardly generates heat by changing the Pd content. Is applied in a desired pattern, a desired pattern of the heat generating layer can be formed, and the card can be erased in a desired pattern. For example, as shown in FIG. 17 (a), for example, one of two heat generating layers is formed with a heat generating layer 2a in a portion corresponding to the central portion of the card width, and a current flows through both ends thereof. Can be formed on the other end side of the card width, and the non-heat generating layer 21b can be formed in the center. In FIG. 17A, the same parts as those in FIG.
[0062]
Using the erasing head A having such a heat generating layer, for example, only the heat generating layer 2a is heated (no current flows to the heat generating layer 2b side), and as shown in FIG. 5, a reversible thermosensitive recording material is used. When a certain card D is transferred from one side while being pressed by the rubber roller C, as shown in FIG. 17B, the central portion of the card D printed (recorded) on the entire surface is erased (the portion where the hatched portion is printed). And the white part indicates the erased part, and so on.
[0063]
Further, by changing the heat generation and non-heat generation (current is reduced to 0 or small) of the heat generation layer 2a with time while the card D is being transferred, the central portion is also partially changed as shown in FIG. Can be erased. Further, when the card D is transferred while only the other heat generation layer 2b is heated without causing the heat generation layer 2a to generate heat, only both end portions can be erased in the vertical direction as shown in FIG. . Further, by changing the heat generation layer 2b to heat generation and non-heat generation over time, both end portions can be partially erased as shown in FIG.
[0064]
Further, when the card D is transferred while both the heat generating layers 2a and 2b are heated, the entire surface can be erased as shown in FIG. 17 (f). By switching to non-heat generation and transferring the card D, as shown in FIG. 17 (g), the central portion and both end portions can be partially erased, and the desired pattern can be erased. .
[0065]
As described above, since a plurality of heat generating layers are provided, a desired erase pattern can be formed by changing the pattern of the heat generating layers. In this way, it is possible to delete only a certain character string or only a specific place such as a date part.
[0066]
【The invention's effect】
According to the erasing head of the present invention, the reversible thermosensitive recording material can be erased under various conditions. Therefore, when the recording / erasing of the reversible thermosensitive recording material such as a rewritable card is repeatedly performed, the erasure is completed. As a result, the quality of recording can be maintained and the life of the reversible thermosensitive recording material can be extended.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic surface view showing an erasing head according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic back view of the erasing head of FIG. 1;
FIG. 3 is a plan view showing an example of an erasing unit in which the erasing head of the present invention is unitized.
4 is a side view of the erasing unit of FIG. 3;
FIG. 5 is a schematic side view showing an example of an erasing apparatus according to the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a positional relationship between a rotating unit and an erasing head in the erasing apparatus of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a temperature distribution of a heat generating portion when two heat generating layers of the erasing head according to the first embodiment of the present invention are operated under the same conditions.
FIG. 8 is a diagram showing a temperature change of a recording layer of a reversible thermosensitive recording material when erasing is performed by generating heat in the erasing head of the erasing head as shown in FIG.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a difference in heat generation characteristics depending on a resistance temperature coefficient of a heat generation layer in the erasing head of the present invention.
FIG. 10 is a schematic surface view showing an erasing head according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing a temperature distribution of a heat generating portion when two heat generating layers of an erasing head according to a second embodiment of the present invention are operated under the same conditions.
12 is a diagram showing the temperature change of the recording layer of the reversible thermosensitive recording material when erasing is performed by generating heat in the erasing head of the erasing head as shown in FIG.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of the heat generation temperature of the heat generation layer of the erasing head in the erasing method of the present invention.
14 is a diagram showing a temperature change of the recording layer of the reversible thermosensitive recording material when erasing is performed by generating heat in the heat generating layer of the erasing head as shown in FIG.
FIG. 15 is an explanatory diagram of characteristics of a recording layer of a reversible thermosensitive recording material.
FIG. 16 is a diagram illustrating the principle of measuring the temperature of a heating element.
FIG. 17 is a schematic surface view showing an erasing head according to a third embodiment of the present invention and a diagram showing an example of an erasing pattern using the erasing head.
[Explanation of symbols]
1 Heat resistant substrate
2a, 2b, 2a ', 2b' heating layer
5 bases
6 Wiring board

Claims

A plurality of belt-like heat generating layers extending in a direction perpendicular to the direction of progress of erasing the reversible thermosensitive recording material are provided side by side on a single heat-resistant substrate, and are arranged in the longitudinal direction of each of the belt-like heat generating layers. Electrodes are formed at both ends so that a current can flow along, and a reversible thermosensitive recording material is passed over the belt-like heat generating layer in a state where current is passed through and heated in at least one of the belt-like heat generating layers. A reversible thermosensitive recording material erasing head for erasing the recording of the reversible thermosensitive recording material , wherein at least one of the plurality of belt-shaped heat generating layers comprises a heat generating layer having a resistance temperature coefficient of 1000 to 3500 ppm / ° C. The resistance value and resistance temperature coefficient smaller than those of the heat generation layer are connected in series to the heat generation layer so that the resistance value of the heat generation layer can be measured and the temperature of the heat generation layer can be measured. At least one Reversible thermosensitive recording material for erasing head heating layer is provided.

2. The reversible thermosensitive recording material erasing head according to claim 1, wherein at least two of the plurality of belt-like heat generating layers have different widths.

3. The reversible thermosensitive recording material erasing head according to claim 1, wherein at least two of the plurality of belt-like heat generating layers have different electrical characteristics.

A heat-resistant substrate and a plurality of belt-like heat generating layers arranged in parallel on the heat-resistant substrate, wherein at least one of the plurality of belt-like heat generating layers is formed in a part of the belt-shaped portion in a non-heat-generating portion. An erase head for a reversible thermosensitive recording material.

A method for controlling a reversible thermosensitive recording material erasing head having a plurality of strip-shaped heat generating layers arranged in parallel, wherein the plurality of strip-shaped heat generating layers include a heat generating layer having a resistance temperature coefficient of 1000 to 3500 ppm / ° C. Measuring the resistance value of the heat generating layer having the resistance temperature coefficient, estimating the heat generation temperature of the heat generation layer based on the measured resistance value, comparing the estimated heat generation temperature with a desired heat generation temperature, A method for controlling an erasing head for a reversible thermosensitive recording material, wherein the heat generation temperature of the heat generation layer is adjusted based on the result.

Without using at least one of the plurality of heat generating layers for erasing, the resistance value of the heat generating layer not used for erasing is measured, and the temperature of the substrate on which the plurality of heat generating layers are provided is estimated from the resistance value. 6. The method of controlling an erasable head for a reversible thermosensitive recording material according to claim 5, wherein the heat generation temperature of the heat generation layer is adjusted by comparing the estimated heat generation temperature of the heat generation layer and the substrate temperature with a desired heat generation temperature. .