JPH04301468A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［発明の目的］

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、たとえば熱により可
視像の表示および消去を行うことが可能な記録材料への
記録を行うリライタブル記録方式の記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ハードコピー記録は、紙などの記
録媒体に外部よりインクあるいはトナーなどの顕像材に
より画像形成を行うか、または感熱記録紙のように紙な
どの基材上に記録層を設け、この記録層に可視像を形成
するなどして永久画像を記録するものであった。

【０００３】しかし、各種のネットワーク網の構築、フ
ァクシミリ、複写機の普及にともない、これらの記録材
料の消費量の急激な増加は森林破壊などの自然破壊問題
、ゴミ処理などの社会的問題を引き起こしている。これ
らの問題に対応するために、記録紙の再生など、記録材
料の消費量の削減が強く要求されている。そして、この
課題に対して、記録／消去を繰り返し行うことのできる
記録材料が注目されている。

【０００４】このような特性を持つ材料として、与えら
れる温度により透明と白濁との両状態を可逆的に変化す
ることが可能な記録材料が提案されている（たとえば、
特開昭５５−１５４１９８号公報）。

【０００５】また、このような記録材料を用いてサーマ
ルヘッドで繰り返し記録を行ったときの分解能の劣化に
ついての検討が、たとえば第４回ノンインパクトプリン
ティング技術シンポジウム論文集，３−２，ｐ５７（昭
和６２年）により報告されている。

【０００６】また、実開平２−１９５６８号公報には、
熱可逆性記録材料を有する表示体の表示および消去を行
う表示変更装置が紹介されている。この装置では、表示
体の表示を熱的に消去する消去手段と熱的に印字する印
字手段とを備えており、具体例として、フロッピーディ
スクカートリッジの熱可逆性表示をヒータヘッド（消去
手段）により消去し、ムービングサーマルヘッド（印字
手段）を用いて表示の書き込みを行う構成が示されてい
る。

【０００７】また、たとえば実開平２−３８７６号公報
には、熱可逆性記録層を有する情報記録カードに、ヒー
トローラ（消去手段）とサーマルヘッド（印字手段）と
を用いて表示の消去および記録を行う装置が開示されて
いる。

【０００８】さらには、熱エネルギの制御のみで、可逆
的な色調変化を与えるロイコ染料を発色源とした記録材
料も発表されている（Ｊａｐａｎ　　Ｈａｒｄｃｏｐｙ
´９０，ＮＩＰ−２，ｐ１４７（１９９０））。

【０００９】しかしながら、上記した従来の記録／消去
が繰り返し可能な装置においては、古い表示を消去した
後に新しい表示の記録を行うような構成となっているた
め、消去手段と印字手段とを各々設けなければならず、
装置が大型化するという問題点があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
においては、消去手段と印字手段とを各々設けなければ
ならず、装置が大型化するという問題点があった。

【００１１】そこで、この発明は、装置を小型化し得る
とともに、温度制御が容易なものとなり、情報の安定し
た記録および消去が可能な記録装置を提供することを目
的としている。

【００１２】［発明の構成］

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の記録装置にあっては、記録エネルギの
付与により情報が目視可能に記録され、消去エネルギの
付与により情報が消去される記録媒体に対して、記録ド
ットまたは消去ドットごとに前記記録エネルギおよび消
去エネルギを選択的に付与するエネルギ付与手段と、こ
のエネルギ付与手段により前記記録エネルギおよび消去
エネルギを付与させるための駆動信号を、１ドット形成
周期内に不定期的に断続させて供給するように制御する
制御手段とから構成されている。

【００１４】

【作用】この発明は、上記した手段により、上昇温度の
勾配を緩やかに変化させられるようになるため、単位時
間あたりの温度変化が小さくなってきめ細かな制御が可
能となるものである。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。

【００１６】図４は、本発明の記録装置として、たとえ
ば携帯可能な記録媒体（以下、カードと呼ぶ）に対して
、熱により可視像の記録および消去を繰り返し行うため
のリライタブル記録方式のカード処理装置を例に示すも
のである。

【００１７】カード１０は、図示しないカード搬送手段
によって搬送され、まず、カード１０に設けられる磁気
記録層に記録されているカードの真偽および履歴データ
などの情報が読取磁気ヘッド１１で読み取られる。次い
で、新たな使用に関する情報が、書込磁気ヘッド１２に
より磁気記録層に書き込まれる。

【００１８】さらに、記録および消去のエネルギをカー
ド１０の表示部（後述する）に付与し、この表示部に目
視可能な情報としての可視像の記録および記録されてい
る可視像の消去を行うエネルギ付与手段としてのサーマ
ルヘッド熱記録手段１３により、磁気記録層に記録され
ている表示部への目視可能な情報にしたがって、表示部
に可視像の記録および消去が行われる。

【００１９】この後、読取磁気ヘッド１４によって磁気
記録層に記録された情報の読み取りが行われ、磁気記録
情報が確認されて排出口１６より排出される。

【００２０】なお、カード１０の真偽などに問題がある
場合には、ストッパ１５が差動してカード１０の搬送が
停止される。そして、投入口１７より返却される。

【００２１】図５は、カード１０の構成を模式的に示す
ものである。

【００２２】カード１０は、その一部に、履歴温度によ
り透明と白濁との２つの状態が可逆的に変化する記録層
２８を有する表示部２０を備えている。

【００２３】このような表示部２０を有するカード１０
は、基材２５の一面に、磁気記録層２６、金属薄膜層な
どの黒色系統の遮蔽層２７、上記した記録層２８、およ
び保護層２９を順に積層して得られる。

【００２４】ここで、上記記録層２８は、図６に示すよ
うに、常温状態Ｔ１から第１の温度Ｔ２の状態に変化し
たときには不透明状態（白濁化）から透明状態に変化し
、その温度Ｔ２が常温状態Ｔ１に戻ってもそのまま透明
状態を保持する。また、常温状態Ｔ１から第２の温度Ｔ
３の状態に変化したときには透明状態から不透明状態に
変化し、再び常温状態Ｔ１に戻してもそのまま不透明状
態を保持する特性を持つ記録材料により構成される。

【００２５】表示部２０の、可視像の表示（形成）は、
遮蔽層２７を下地色とした状態で記録層２８を選択的に
白濁化することによって行われ、消去はそれを透明化さ
せて遮蔽層２７の下地色を露出させることで行われる。

【００２６】次に、カード１０の表示部２０における画
像の形成（可視像の表示）と消去にかかる動作について
説明する。

【００２７】図７は、たとえばアルファベットの「Ｉ」
の字を消去して「Ｌ」の字を記録する、つまり「Ｉ」の
上から「Ｌ」を書き込んでいく、いわゆるオーバライト
記録を示すものである。

【００２８】同図において、３１はサーマルヘッド熱記
録手段１３の１部である発熱抵抗体列であり、３２は以
前に書き込まれていた情報（古い画像）、３３は現在書
き込んでいる新しい画像である。

【００２９】発熱抵抗体列３１は、複数の発熱抵抗体が
表示部２０に対する記録方向と直交する方向に１列に配
列された構成とされており、各発熱抵抗体が画像の１ド
ットと１体１に対応して設けられている。発熱抵抗体は
、表示部２０の幅（先に述べた直交方向）を記録するの
に十分な数が用意されている。

【００３０】しかして、固定されたサーマルヘッド熱記
録手段１３の発熱抵抗体列３１の下を、カード１０を図
示矢印方向に搬送させつつ、発熱抵抗体列３１の各発熱
抵抗体を本発明にかかる記録方式によって発熱させるこ
とにより、新しい画像「Ｌ」３３を書き込むのと同時に
、古い画像「Ｉ」３２を消去するオーバライト記録が実
現できる。

【００３１】なお、図７においては、実線の丸印３４に
よって記録画素（マークドット）を、破線の丸印３５に
よって古い画像の１部である消去された記録画素（スペ
ースドット）をそれぞれ示している。また、斜線を引い
た実線の丸印３６により、新しい画像の１部として再記
録された記録画素（マークドット）を示している。

【００３２】次に、本発明装置におけるサーマルヘッド
の駆動について説明する。

【００３３】図１は、画像を構成するマークドット（実
線の丸印）およびスペースドット（破線の丸印）と、こ
れら各ドットに対応する印字データにもとづいて発熱抵
抗体を駆動する通電パルスと、通電パルスの供給により
発熱する発熱抵抗体の温度と、発熱抵抗体の発熱により
昇温した記録層２８の温度との関係を模式的に示すもの
である。

【００３４】ここでは、１ドットの形成周期内において
、通電パルスを一定のタイミングにて断続的に供給する
ようになっている。すなわち、通電パルスの前半のパル
ス列（たとえば、８パルス）がドットを記録する場合で
あり、後半のパルス列（たとえば、５パルス）がドット
を消去する場合である。

【００３５】このように、本実施例では、通電の周期お
よびデューティ比が一定の基本パルスＰｂの個数を可変
することにより、記録および消去の通電時間が制御され
る。そして、前記の図６に示した状態変化を記録層２８
におこさせるべく、つまり記録（白濁化）させるときに
は記録層２８の温度が記録（白濁）温度域となるような
数の基本パルスＰｂによって通電を行わせしめ、消去（
透明化）させるときには記録層２８の温度が消去（透明
）温度域となるような数の基本パルスＰｂによって通電
を行わしめる。これにより、発熱抵抗体をマークドット
とスペースドットとで異なった温度に発熱させる。

【００３６】上述のように、記録あるいは消去エネルギ
を複数のパルスに分割して与えると、発熱抵抗体の温度
プロフィールは発熱抵抗体近傍の蓄熱と放熱とのバラン
スによりのこぎり波のような形状となる。しかし、記録
層２８の温度プロフィールは鈍ってギザギサがなくなり
、滑らかな上昇曲線を描くことになる。

【００３７】従来の熱記録媒体、たとえば感熱記録紙あ
るいは熱転写記録リボンでは、発色または軟化、溶融、
昇華などの状態変化を示すしきい値温度以上に加熱され
れば記録が行えるのに対し、この発明に用いられる記録
媒体は消去と記録との２つのしきい値温度を持ち、温度
の３値制御を必要とするところに特徴がある。

【００３８】すなわち、情報を記録する（可視像を表示
する）場合には、古い画像３２に関係なく、注目画素、
つまりマークドットに対応した発熱抵抗体を記録層２８
が白濁温度域に昇温する温度に上昇させれば良く、これ
にあった数の基本パルスＰｂによる通電が行われるよう
に制御される。また、消去する場合には、古い画像３２
に関係なく、注目画素、つまりスペースドットに対応す
る発熱抵抗体を記録層２８が透明温度域に昇温する温度
に上昇させれば良く、これにあった数の基本パルスＰｂ
による通電が行われるように制御される。この結果、前
述の図７を参照して説明した通り、古い画像３２の消去
と同時に新しい画像３３を形成するオーバライト記録が
、容易に、かつ安定に実現される。

【００３９】なお、この実施例において使用した記録層
２８は約６０〜１００℃の間で透明化し、約１０５℃以
上で白濁が飽和する材料より選択される。

【００４０】また、加熱温度の上限は保護層２９あるい
は記録層２８の耐熱性によって決定されるが、このカー
ド１０の場合には約１５０℃であった。

【００４１】この装置にかかる記録方式によれば、通電
パルスのオン／オフに対応して発熱抵抗体の温度は上昇
／下降を繰り返しながら徐々に上昇していくことになる
。このため、発熱抵抗体の温度変化における、ピーク温
度の包絡線の勾配が緩やかになる。また、記録層２８は
、その最終的な到達温度により白濁化／透明化の状態が
決定される。したがって、温度勾配の傾きの緩みにより
、記録／消去温度域内に記録層２８の温度が存在してい
る時間を長くできるといった利点がある。

【００４２】また、蓄熱制御などにより温度をコントロ
ールする場合にも、ピーク温度付近の温度上昇勾配が緩
やかな方が、単位時間あたりの温度変化が小さいので、
きめ細かな制御が可能となる。特に、比較的に温度域の
狭い消去時にとって、非常に有利なものである。

【００４３】ところで、上記の説明においては、発熱抵
抗体への通電時間は記録層の温度を白濁温度域あるいは
透明温度域に設定させるために単純に２種類に分けたが
、実際には、サーマルヘッドによる熱記録の場合、サー
マルヘッドの蓄熱、発熱履歴、または環境などにより、
通電時間が同じでも発熱抵抗体の温度プロフィールが必
ずしも同じになるとは限らないことが知られている。本
発明の記録方式にあっても、蓄熱、発熱履歴、または環
境などに関係なく、記録層の温度を白濁温度域あるいは
透明温度域に設定するようなエネルギを記録材に与える
ことが重要となっている。すなわち、これらの要因を考
慮した上で付与するエネルギを制御することにより、よ
り正確に、記録層の温度を所定の温度域にまで上昇させ
ることができる。

【００４４】そこで、本実施例の場合には、補正のため
の演算を通電パルスデータ演算回路を用いて行うように
している。

【００４５】以下に、通電パルスデータ演算回路につい
て説明する。

【００４６】通電パルスデータ演算回路では、画像をビ
ットマップに展開して、注目している画素データ（マー
クドット／スペースドット）の周辺の画素データからサ
ーマルヘッドの蓄熱や発熱履歴を予測し、注目画素の位
置に対応した発熱抵抗体への通電パルス（時間＝基本パ
ルスＰｂの個数）を制御するようになっている。

【００４７】なお、図２には、注目画素と周辺の画素デ
ータとの関係を表わした参照領域マトリクスの例を示し
ている。これは、３ドット×４ドットの大きさであり、
たとえば注目画素Ｐの両隣の１ドットと過去の履歴（３
ライン分）を参照することにより、注目画素Ｐに対する
発熱抵抗体への入力エネルギを決定するためのものであ
る。

【００４８】図３は、通電パルスデータ演算回路の構成
例を模式的に示すものである。

【００４９】まず、印字データはシフトレジスタ４１に
入力される。このシフトレジスタ４１は、シリアル入力
される印字データをパラレルデータに変換して、注目画
素Ｐとその周辺の画素データとを上記マトリクスサイズ
に応じて切り出すもので、このレジスタ４１からはその
結果がマーク／スペース判定部４２、通電パルス演算部
４３、およびデータ更新部４４に出力される。

【００５０】ラインバッファ４５は、現在および過去の
印字データの４ライン分を記憶するもので、このライン
バッファ４５からのデータは上記通電パルス演算部４３
およびデータ更新部４４に出力される。

【００５１】データ更新部４４では、ラインバッファ４
５からのデータにシフトレジスタ４１からの新しいデー
タを付け加え、最も古いデータを取り去ることによって
データの更新が行われる。また、この更新されたデータ
により、上記ラインバッファ４５の書き換えが行われる
。

【００５２】通電パルス演算部４３は、シフトレジスタ
４１およびラインバッファ４５からのデータとマーク／
スペース判定部４２からの判定結果とにより、注目画素
Ｐの印字データに対応した発熱抵抗体への通電パルス（
時間＝基本パルスＰｂの個数）を決定するもので、ここ
で決定された通電パルスデータが図示しないサーマルヘ
ッド駆動回路に出力されるようになっている。ここでは
、たとえば注目画素Ｐの周辺のマークドットおよびスペ
ースドットの位置関係やそれらの比率から、注目画素Ｐ
に対応した発熱抵抗体において予測される蓄熱エネルギ
に対してあらかじめ決められた通電パルスの関係をテー
ブル化しておき、このテーブルの参照によって実際の通
電パルスデータを決定するようになっている。

【００５３】この記録方式における特徴は、画像を形成
するマークドットに対して通電を行うのみでなく、画像
を形成しないスペースドットに対しても通電を行う点に
ある。このため、通電パルス演算部４３には、マークド
ット用およびスペースドット用のテーブルがそれぞれ準
備されている。

【００５４】このように、各発熱抵抗体において異なる
それぞれの蓄熱エネルギに対して通電パルスを補正する
ことにより、画像パターンの如何にかかわらず、カード
１０の記録層２８の温度を、前記の図１に示した如く、
マークドットの場合には白濁温度域に、またスペースド
ットの場合には透明温度域にと、おのおの適切なる設定
を行い得るものである。

【００５５】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。

【００５６】図８は、記録／消去に関わらず、１ドット
の形成周期内で最初に与えられるエネルギが他のエネル
ギよりも大きくなるように、第１パルスＰａのオン時間
を第２パルス以降の基本パルスＰｂよりも長くするよう
にした場合を例に示すものである。

【００５７】この場合、第２パルス以降の通電周期およ
びデューティ比が一定の基本パルスＰｂの個数を変える
ことによって、全体の通電時間が制御される。

【００５８】このように、本実施例では、複数個のパル
スのうちの最初のパルス、つまり第１パルスＰａのみを
長く通電させることにより、発熱抵抗体の温度の立ち上
がりはより速くなり、記録／消去に関わる温度への到達
は速く、記録／消去に関わる部分の温度勾配のみを緩や
かにすることが可能となる。したがって、上記した実施
例と同様に、記録／消去温度域内に記録層２８の温度が
存在する時間を長くすることができ、蓄熱制御などによ
り温度コントロールを行う場合にもきめの細かな制御が
実現できる。

【００５９】この他、通電の周期およびデューティ比を
徐々に可変するように制御しても良い。

【００６０】上記したように、上昇温度の勾配を緩やか
に変化させることができるようにしている。

【００６１】すなわち、発熱抵抗体への通電を、複数の
パルスに分割し、かつ第１パルスと第２パルス以降のパ
ルスによる通電時間を変化させるようにしている。これ
により、記録層の温度が透明温度域に入ったあたりから
の、記録層の温度上昇の勾配を緩やかにすることができ
、単位時間あたりの温度変化が小さくなってきめ細かな
制御が可能となる。したがって、比較的に温度域の狭い
消去時の温度制御も容易となるため、安定した動作が実
現できるものである。

【００６２】また、情報の記録と消去とが１つのサーマ
ルヘッドを兼用することにより行えるようになるため、
装置の小型化および処理時間の短縮を可能とすることが
できる。

【００６３】なお、上記実施例においては、記録層の白
濁化状態を記録画像（マークドット）とした場合を例に
説明したが、これに限らず、白濁化状態を初期状態（ス
ペースドット）とし、透明化状態を記録画像としても良
い。

【００６４】さらに、記録材料としては、実施例に示し
た材料に限らず、たとえば熱エネルギの制御のみで可逆
的な色調変化を与えるロイコ染料を発色源とする記録材
料などにも適用できる。

【００６５】その他、発明の要旨を変えない範囲におい
て、種々変形実施可能なことは勿論である。

【００６６】

【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれば
、装置を小型化し得るとともに、温度制御が容易なもの
となり、情報の安定した記録および消去が可能な記録装
置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる記録方式を説明す
るために示す図。

【図２】同じく、通電時間の制御にかかる、注目画素と
周辺の画素データとの関係を表わした参照領域マトリク
スの例を示す図。

【図３】同じく、通電時間の制御にかかる、通電パルス
データ演算回路の構成例を模式的に示すブロック図。

【図４】同じく、カード処理装置を例に示す記録装置の
構成図。

【図５】同じく、カードを例に示す記録媒体の側断面図
。

【図６】同じく、記録層の状態と温度との関係を説明す
るために示す図。

【図７】同じく、画像の形成と消去にかかる動作につい
て説明するために示す図。

【図８】この発明の他の実施例にかかる記録方式を説明
するために示す図。

【図９】従来技術とその問題点を説明するために示す図
。

【符号の説明】

１０…カード（記録媒体）、１３…サーマルヘッド熱記
録手段、２０…表示部、２８…記録層、３１…発熱抵抗
体列、３２…古い画像、３３…新しい画像、３４，３６
…マークドット、３５…スペースドット、４１…シフト
レジスタ、４２…マーク／スペース判定部、４３…通電
パルス演算部、４４…データ更新部、４５…ラインバッ
ファ、Ｐ…注目画素。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　記録エネルギの付与により情報が目視
   可能に記録され、消去エネルギの付与により情報が消去
   される記録媒体に対して、記録ドットまたは消去ドット
   ごとに前記記録エネルギおよび消去エネルギを選択的に
   付与するエネルギ付与手段と、このエネルギ付与手段に
   より前記記録エネルギおよび消去エネルギを付与させる
   ための駆動信号を、１ドット形成周期内に不定期的に断
   続させて供給するように制御する制御手段とを具備した
   ことを特徴とする記録装置。