JP4033346B2

JP4033346B2 - 可逆熱媒体の情報書込み装置

Info

Publication number: JP4033346B2
Application number: JP2003042220A
Authority: JP
Inventors: 宗宏伊達; 公成関川
Original assignee: Rion Co Ltd
Current assignee: Rion Co Ltd
Priority date: 2003-02-20
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2023-02-20
Also published as: JP2004252133A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可逆感熱媒体の情報書込み装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
可逆性感熱記録材料を用いた可逆感熱紙として、例えば、電子供与性染料前駆体を用いたロイコ系リライタブル感熱紙が開発されている。電子供与性染料前駆体は、図３に示すように、酸性雰囲気下で分子内のラクトン環が開環することにより発色し、酸性雰囲気を取り除くとラクトン環が閉環し無色の状態に戻るものである。ロイコ系リライタブル感熱紙はこの電子供与性染料前駆体と可逆顕色剤を組み合わせたものであり、可逆顕色剤とは電子供与性染料前駆体と反応して発色・消色の可逆性を発現するものである。可逆顕色剤には、例えば長鎖アルキル基をもつフェノール系化合物等が用いられる。
【０００３】
図４は発色・消色のモデル図である。この図に示すように、消色状態（左下）の電子供与性染料前駆体と可逆顕色剤を加熱すると両者は溶融して発色状態（上）となり、これを急冷すると溶融状態に近い状態で固化し固体発色状態（右下）が保持される。逆に溶融状態から徐冷すると電子供与性染料前駆体と可逆顕色剤が消色状態に戻る。従って、溶融後の急冷又は徐冷により、発色又は消色を可逆的に行うことができる。また、固体発色状態のものを溶融温度よりもやや低い温度領域で一定時間保持することにより、元の消色状態に遷移させることもできる。
【０００４】
図５は、可逆感熱紙の特性説明図である。この図において、横軸は温度、縦軸は発色濃度を示している。この図に矢印で示すように、消色状態（Ａ）の可逆感熱記録層（例えば電子供与性染料前駆体と可逆顕色剤からなる）を加熱すると両者は溶融して発色状態（Ｂ）となり、これを急冷すると溶融状態に近い状態で固化し固体発色状態（Ｃ）が保持される。逆に溶融状態（Ｂ）から徐冷すると電子供与性染料前駆体と可逆顕色剤が相分離して元の消色状態（Ａ）に戻る。
また、固体発色状態（Ｃ）において、溶融状態よりもやや低い温度領域で一定時間保持すると、元の消色状態（Ａ）に遷移する性質がある。この温度領域（溶融温度よりもやや低い温度領域）を「消色温度領域」と呼ぶ。
【０００５】
上述した可逆感熱媒体の情報書込み手段として、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、等が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−５９５７５号公報
【特許文献２】
特開２００２−２１５０３８号公報
【特許文献３】
特開２００１−１３４２４号公報
【０００７】
［特許文献１］の「可視情報記録媒体の書込装置」は、図６に示すように、レーザ光照射手段５１、走査装置５２、移動装置５３、搬送装置５４、等を備え、移動装置によるレンズヘッド５１ａのＸ軸移動と、走査装置によるスキャニングミラー５２ａの走査とにより、リライトカード５５にレーザ光を照射し、かつリライトカードの可逆性感熱記録領域に可視情報を書込むときには、レーザ光を低出力に制御し、不可逆性感熱記録領域に可視情報を書込むときには、レーザ光を高出力に制御するものである。
【０００８】
［特許文献２］の「２次元コード付き可逆感熱紙の書換え方法及び装置」に記載された書込み装置は、図７に示すように、制御装置６０の他に、レーザー温度コントローラ６１、ＸＹステージドライバー６２ａ、ＸＹステージメカ６２ｂ、レーザードライバ６３ａ、レーザー装置６３ｂ、ガルバードライバー６４ａ，６５ａ、ガルバーメカ６４ｂ，６５ｂ、等を備え、ＸＹステージドライバー６２ａでＸＹステージメカ６２ｂを移動させ、レーザードライバ６３ａでレーザー装置６３ｂを制御し、ガルバードライバー６４ａ，６５ａでガルバーメカ６４ｂ，６５ｂを制御して、レーザー光を二次元的に制御し、ラベルに書き込むベクトルスキャンを行うものである。
【０００９】
［特許文献３］の「レーザーマーキング装置及びその出力制御方法」は、図８に示すように、半導体レーザー７０から出射されるレーザー光をマーキング対象物に照射してマーキングを行う一方、半導体レーザー７０から逆方向に出射されるレーザー光を受光素子７２で受光してレーザー光の出力強度が一定となるようにＡＰＣ制御を行うものである。
【００１０】
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
可逆感熱紙の特性（表面状態、光の吸収率、媒体温度、感熱材料の劣化の程度）の違いにより、情報の書込にばらつきが生じることがあった。すなわち、例えば感熱材料が劣化していると、加熱不足により書込が不十分となり、逆に過剰に加熱すると、発色剤が劣化する等の問題点があった。
【００１２】
本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、可逆感熱紙の特性（表面状態、光の吸収率、媒体温度、感熱材料の劣化の程度）に相違がある場合でも、情報書込みの過不足を無くし、常に最適な書込みができる可逆感熱媒体の情報書込み装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、書込光（２）を出力する書込光源（１２）と、前記書込光を可逆感熱媒体（１）上に走査するスキャンミラー装置（１４）と、可逆感熱媒体（１）の発色濃度を検出する媒体濃度検出装置（２０）と、可逆感熱媒体の発色濃度を一定に保持するようにスキャンミラー装置の走査速度を制御するミラー速度制御器（１６）と、を備え、前記書込光源（１２）は、近赤外光のレーザー光（２）を発振するレーザー発振器（１２ｂ）を有し、前記媒体濃度検出装置（２０）は、可逆感熱媒体の発色濃度を検出する反射光量センサー（２０ａ）と、レーザー光に相当する細い入射可視光（５）を照射する可視光光源（２０ｂ）と、スキャンミラー（１４ａ）とレーザー発振器（１２ｂ）の間に位置し媒体からの反射可視光（６）を分離するダイクロイックミラー（２０ｃ）と、分離した反射可視光を反射光量センサーに導き可視光光源の入射可視光をダイクロイックミラーに導くビームスプリッター（２０ｄ）とを備え、前記ミラー速度制御器は、前記媒体濃度検装置により検出された発色濃度を一定に保持するように前記スキャンミラー装置の走査速度を制御する、ことを特徴とする可逆感熱媒体の情報書込み装置が提供される。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
上記本発明の装置によれば、媒体濃度検出装置（２０）で可逆感熱媒体（１）の発色濃度を検出するので、発色濃度を精密に一定に保持することができ、情報書込みの過不足を無くし、常に最適な書込みができる。
【００２２】
【００２３】
また、レーザー光を照射している媒体の書込部分に、ビームスプリッター（２０ｄ）、ダイクロイックミラー（２０ｃ）及びスキャンミラー（１４ａ）を介して入射可視光（５）により照明することができ、その反射可視光（６）をスキャンミラー（１４ａ）、ダイクロイックミラー（２０ｃ）及びビームスプリッター（２０ｄ）を介して反射光量センサー（２０ａ）に導き、媒体の発色濃度をリアルタイムに検出して、スキャンミラー装置（１６）にフィードバックすることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２５】
本発明の情報書込み装置は、可逆感熱媒体を用い、可逆感熱媒体には、図３〜５に例示した可逆感熱紙を適用する。この例では可逆感熱紙は、消色状態（Ａ）の可逆感熱記録層を加熱すると発色状態（Ｂ）となり、これを急冷すると固体発色状態（Ｃ）が保持され、逆に溶融状態（Ｂ）から徐冷する元の消色状態（Ａ）に戻る特性を有する。
従って、固体発色状態の可逆感熱記録層が吸収しやすい波長（近赤外光）のレーザー光（例えばＹＡＧレーザー）を書込光として用いることができる。レーザー光の強度は、使用する可逆感熱紙の特性に合わせて適宜調節するのがよい。また、フラッシュランプ等のパルス光源を消去に用いることができる。
【００２６】
図１は、可逆感熱媒体の情報書込み装置の参考例を示す図である。この図に示すように、参考例の情報書込み装置１０は、書込光源１２、スキャンミラー装置１４及びミラー速度制御器１６を備える。
【００２７】
書込光２は、固体発色状態の可逆感熱記録層が吸収しやすい近赤外光であるのがよい。書込光源１２は、近赤外光のレーザー光を発振するレーザー発振器１２ｂと、その光源電源１２ａとからなり、書込光２として近赤外光のレーザー光を出力する。
スキャンミラー装置１４は、スキャンミラー１４ａとこれを回転駆動するミラー駆動装置１４ｂとからなる。また、書込光源１２とスキャンミラー１４ａの間には、書込光２を可逆感熱媒体１上に集光させるレンズ１５ａ、１５ｂが設けられ、スキャンミラー１４ａにより書込光２を可逆感熱媒体１上に走査する。
ミラー速度制御器１６は、可逆感熱媒体１の発色濃度を一定に保持するようにスキャンミラー装置１４のミラー駆動装置１４ｂに制御信号を出力し、書込光２の走査速度を制御するようになっている。
【００２８】
図１において、参考例の情報書込み装置１０は更に、光センサー１８を備える。光センサー１８は、書込光２の光路からの漏れ光を検出するようにレンズ１５ａに向けて下流側に設けてもよく、或いは書込光２の光路からの反射光を検出するように、レンズ１５ｂに向けて上流側に設けてもよい。また、これらの光センサ１８は、両方設けても、いずれか一方のみ設けてもよい。
光センサー１８の出力はミラー速度制御器１６に入力され、その検出強度から可逆感熱媒体１の発色濃度を一定に保持するようにスキャンミラー装置１４の走査速度を制御する。
【００２９】
上述した参考例の装置及び方法によれば、光センサー１８で書込光２の光路からの漏れ光又は反射光を検出し、その検出強度からスキャンミラー装置１６の走査速度を制御するので、光源の光量が不安定である場合でも、可逆感熱媒体１に情報を良好に書込むことができる。
すなわち、光源の光量が落ちたときにはスキャンミラーの速度を落とし、光量が上がったときにはスキャン速度を上げる。こうすることで光源光量が変動しても、感熱紙の加熱状態を安定させることが可能となる。
【００３０】
図２は、本発明の可逆感熱媒体の情報書込み装置の実施形態を示す図である。この例において、本発明の情報書込み装置１０は、書込光源１２、スキャンミラー装置１４、ミラー速度制御器１６及び媒体濃度検出装置２０を備える。
【００３１】
書込光源１２、スキャンミラー装置１４及びミラー速度制御器１６は第１実施形態と同様である。すなわち書込光源１２は、近赤外光のレーザー光２を発振するレーザー発振器１２ｂを有する。
【００３２】
また、媒体濃度検出装置２０は、反射光量センサー２０ａ、可視光光源２０ｂ、ダイクロイックミラー２０ｃ及びビームスプリッター２０ｄからなる。
反射光量センサー２０ａは、可逆感熱媒体１の発色濃度を検出するための光量センサーである。可視光光源２０ｂは、レーザー光２に相当する細い入射可視光５を照射する。ダイクロイックミラー２０ｃは、スキャンミラー１４ａとレーザー発振器１２ｂの間に位置し、媒体１からの反射可視光６を分離する。ビームスプリッター２０ｄは、分離した反射可視光６を反射光量センサー２０ａに導き、かつ可視光光源２０ｂの入射可視光５をダイクロイックミラー２０ｃに導く。
【００３３】
ダイクロイックミラー２０ｃは、近赤外光であるレーザー光２を透過させ、媒体１からの反射可視光６を反射光量センサー２０ａに向けて反射する特性を有する。
【００３４】
この構成により、レーザー光２を照射している媒体１の書込部分に、ビームスプリッター２０ｄ、ダイクロイックミラー２０ｃ及びスキャンミラー１４ａを介して入射可視光５により照明することができ、その反射可視光６をスキャンミラー１４ａ、ダイクロイックミラー２０ｃ及びビームスプリッター２０ｄを介して反射光量センサー２０ａに導き、媒体の発色濃度をリアルタイムに検出して、スキャンミラー装置１６にフィードバックし、スキャンミラーのスキャン速度を加減することができる。
【００３５】
なお、スキャンミラーのスキャン速度の制御の他に、これに加えて、（１）感熱媒体の変色が不十分のうちは書込み光源１２をＯＮし、変色が十分になった時点で光源１２をＯＦＦにする制御、及び／又は（２）光センサー２０ａからの信号によって、書込み光２の光量を連続的に加減する制御を行ってもよい。
【００３６】
すなわち、媒体濃度検出装置２０により媒体１の発色濃度をリアルタイムに検出し、媒体１が未発色の状態にあるうちはレーザー光２を出力させ、発色状態に達したならレーザー光２をＯＦＦにして急冷させ、白紙部分に書込み部がくるとまたレーザー光をＯＮ−ＯＦＦするということを繰返すことによっても、効率よく最適の発色を得ることができる。
【００３７】
上述した参考例の装置及び方法によれば、光センサーの信号を使ってスキャンミラーのスキャン速度を加減する。すなわち、光源の光量が落ちたときにはスキャンミラーの速度を落とし、光量が上がったときにはスキャン速度を上げる。こうすることで光源光量が変動しても、感熱紙の加熱状態を安定させることが可能となる。
スキャン速度を変化させるこの方法は、光源が寿命に近づいたときにも利用できる。すなわち、初期のうちは光センサーの信号を光源電源にフィードバックして電源の出力光量を安定化させていても寿命が近づくと光量を一定に保てなくなり、光量が落ちてくる。そして前もって設定した光量まで落ちたところでランプ交換の警告を出すが、このようになっても本発明の方法によって更にしばらくの間は安定な書込みが続けられる。
【００３８】
また上述した本発明の装置によれば、書込み用の光源（通常赤外光）の他に可視光源を設置し、これを書込み光と一緒に感熱媒体に照射する。情報が書込まれて感熱媒体が変色すると可視光の反射光量も変化する。この光量を光センサーで読み取り、この信号によって、以下の３通りの制御を単独に、又は組み合わせて行うことができる。
（１）感熱媒体の変色が不十分のうちは書込み光源をＯＮし、変色が十分になった時点で光源をＯＦＦにする。
（２）光センサーからの信号によって、書込み光の光量を連続的に加減し、１よりも更に精密なコントロールを行う。
（３）光センサーからの信号に従ってスキャンミラーのスキャン速度を加減する。
【００３９】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【００４０】
【発明の効果】
上述した本発明の装置によれば、ミラー速度制御器１６により、可逆感熱媒体１の発色濃度を一定に保持するようにスキャンミラー装置１４の走査速度を制御するので、発色濃度を一定に保持し、情報書込みの過不足を無くし、常に最適な書込みができる。
【００４１】
従って、本発明の可逆感熱媒体の情報書込み装置は、可逆感熱紙の特性（表面状態、光の吸収率、媒体温度、感熱材料の劣化の程度）に相違がある場合でも、情報書込みの過不足を無くし、常に最適な書込みができる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の可逆感熱媒体の情報書込み装置の参考例を示す図である。
【図２】本発明の可逆感熱媒体の情報書込み装置の実施形態を示す図である。
【図３】可逆性感熱記録材料の発色・消色説明図である。
【図４】可逆性感熱記録材料の発色・消色のモデル図である。
【図５】可逆感熱紙の特性説明図である。
【図６】従来の可逆感熱媒体の情報書込み手段の構成図である。
【図７】従来の別の可逆感熱媒体の情報書込み手段の構成図である。
【図８】従来の別のレーザーマーキング装置の構成図である。
【符号の説明】
１可逆感熱媒体、２書込光、レーザー光、
５入射可視光、６反射可視光、
１０情報書込み装置、１２書込光源、
１２ａ光源電源、１２ｂレーザー発振器、
１４スキャンミラー装置、１４ａスキャンミラー、
１４ｂミラー駆動装置、１６ミラー速度制御器、
１８光センサー、２０媒体濃度検出装置、
２０ａ反射光量センサー、２０ｂ可視光光源、
２０ｃダイクロイックミラー、２０ｄビームスプリッター

Claims

書込光（２）を出力する書込光源（１２）と、前記書込光を可逆感熱媒体（１）上に走査するスキャンミラー装置（１４）と、可逆感熱媒体（１）の発色濃度を検出する媒体濃度検出装置（２０）と、可逆感熱媒体の発色濃度を一定に保持するようにスキャンミラー装置の走査速度を制御するミラー速度制御器（１６）と、を備え、
前記書込光源（１２）は、近赤外光のレーザー光（２）を発振するレーザー発振器（１２ｂ）を有し、
前記媒体濃度検出装置（２０）は、可逆感熱媒体の発色濃度を検出する反射光量センサー（２０ａ）と、レーザー光に相当する細い入射可視光（５）を照射する可視光光源（２０ｂ）と、スキャンミラー（１４ａ）とレーザー発振器（１２ｂ）の間に位置し媒体からの反射可視光（６）を分離するダイクロイックミラー（２０ｃ）と、分離した反射可視光を反射光量センサーに導き可視光光源の入射可視光をダイクロイックミラーに導くビームスプリッター（２０ｄ）とを備え、
前記ミラー速度制御器は、前記媒体濃度検装置により検出された発色濃度を一定に保持するように前記スキャンミラー装置の走査速度を制御する、ことを特徴とする可逆感熱媒体の情報書込み装置。