JPH05262016A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】サーマルヘッドの発熱抵抗体の大きさに対応す
る画点記録および消去を行なえ、かつ、記録媒体の繰り
返し記録の耐久性を向上させることのできる記録装置を
提供する。 【構成】熱エネルギの制御によって白濁化あるいは透明
化することにより、可視像の記録あるいは消去が繰り返
し可能な記録媒体に対して、サーマルヘッドを用いて可
視像の記録あるいは消去を行なう記録装置において、可
視像の記録単位である１画点形成領域に対応し、かつ、
スリット状の非発熱部４２を有する発熱抵抗体４１から
なるサーマルヘッドを用いて記録媒体に可視像の記録あ
るいは消去を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば、熱エネルギ
の制御によって白濁化あるいは透明化することにより、
可視像の記録あるいは消去が繰り返し可能な記録媒体に
対して、サーマルヘッドなどの熱記録手段を用いて可視
像の記録あるいは消去を行なう記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のハードコピーは、紙などの記録媒
体に外部からインクあるいはトナーなどの顕像材により
画像形成を行なうか、あるいは、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、永久画像を記録するものであった。

【０００３】しかし、最近、各種のネットワーク網の構
築、ファクシミリ、複写機の普及に伴い、これらの記録
媒体の消費量の急激な増加は、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、記録媒
体の消費量の削減が強く要求されている。この課題に対
して、最近、記録、消去を繰返し行なえる記録媒体が注
目されている。

【０００４】そこで、このような特性を持つ記録媒体と
して、記録材料に与えられる温度により透明と白濁の両
状態を可逆的に変化できる記録媒体が提案されている
（たとえば、特開昭５５−１５４１９８号公報参照）。

【０００５】この記録媒体は、透明状態において、その
温度をＴ1 からＴ3 に上昇させたとき、透明状態から白
濁状態になり、その温度がＴ1 に戻っても、そのまま白
濁状態を保持する。そして、記録媒体の温度をＴ1 から
Ｔ2 に上昇させ、再びＴ1 に戻すと、白濁状態から透明
状態となり、そのまま透明状態を保持する。この変化は
繰返し再現可能である。

【０００６】このように、記録、消去を繰り返し行なう
ことのできる記録媒体を用いた記録装置は、従来の記録
装置の問題点を解決するものである。特に、前述したよ
うな温度履歴により白濁と透明の両状態を繰り返し示す
低分子／高分子複合膜記録材料からなる記録媒体は、従
来の熱記録手段に多用されているサーマルヘッドで記
録、消去ができる優れた材料である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】サーマルヘッドによる
熱記録では、一般に［ｍｓ］オーダの時間でサーマルヘ
ッドの発熱抵抗体にジュール熱を発生させる。このよう
に時間が極めて短いので、発熱抵抗体の中央部は周辺部
よりも高温となる。この温度分布は、記録媒体の発熱抵
抗体との接触領域（一般には画点となる）にも反映さ
れ、記録媒体の画点形成領域の中央部は周辺部よりも温
度が高くなる。中央部と周辺部との温度差は、記録速度
が速くなり、より短い時間により大きな電力で発熱抵抗
体を駆動するほど大きくなる。

【０００８】一方、先に示した低分子／高分子複合膜記
録材料のように、異なる温度履歴により可視可能な状態
変化を示す記録媒体に記録を行なう場合、記録媒体の画
点中央部の温度が白濁化温度になるように発熱抵抗体を
発熱させると、周辺部は白濁化温度に達しないので白濁
化せず、所望の画点の大きさに見合う白濁画点が得られ
ないという問題がある。

【０００９】また、周辺部の温度が白濁化温度になるよ
うに、発熱抵抗体を発熱させると、周辺部も白濁化し、
所望の画点の大きさに見合う白濁画点が得られるが、後
述する理由により、繰り返し記録の耐久性が劣化すると
いう問題がある。

【００１０】そこで、本発明は、熱記録手段の発熱体の
大きさに対応する画点記録および消去を行なえ、かつ、
記録媒体の繰り返し記録の耐久性を向上させることので
きる記録装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の記録装置は、異
なる温度の熱履歴により記録と消去の２つの状態を示す
記録媒体に対して、熱記録手段を用いて可視像の記録あ
るいは消去を行なう記録装置において、前記可視像の記
録単位である１画点形成領域に対応し、かつ、スリット
状の非発熱部を有する発熱体からなる熱記録手段を用い
て記録媒体に可視像の記録あるいは消去を行なうことを
特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明によれば、記録媒体に可視像を記録する
際、スリット状の非発熱部で分割された発熱体の温度分
布が多重化して一体化し、平坦な最高温度域を持つ温度
分布となり、発熱体のサイズ、すなわち、画点サイズに
対応した領域を比較的均一の温度で加熱できる。したが
って、熱記録手段の発熱体の大きさに対応する画点記録
および消去を行なえ、かつ、記録媒体の繰り返し記録の
耐久性を向上させることができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１４】図３は、本実施例に係る記録装置の構成を
概略的に示すものである。図において、１１はＣＰＵ
（セントラル・プロセッシング・ユニット）で、本装置
全体の制御を司る。１２は熱記録手段としてのサーマル
ヘッドで、後述する記録媒体に対して可視像の記録ある
いは消去を行なうための熱エネルギを与えるものであ
り、記録媒体の搬送方向と直交する方向に一列に並んだ
多数の発熱抵抗体（発熱体）を有している。１３はサー
マルヘッド駆動回路で、サーマルヘッド１２の発熱抵抗
体への通電を制御する。

【００１５】１４は通電時間演算回路で、記録画像デー
タの画点形成情報に対応したマークドットデータへの記
録エネルギ、および、記録画像データの非画点形成情報
に対応したスペースドットデータへの消去エネルギをそ
れぞれ演算する。

【００１６】１５は搬送モータで、記録媒体を搬送する
搬送ローラおよびプラテンなどの搬送手段を駆動する。
１６は搬送モータ１５を駆動するモータ駆動回路、１７
は搬送モータ１５を制御するモータ制御回路、１８は搬
送される記録媒体の位置を検知する検知器、１９はキャ
ラクタジェネレータ、２０はＲＡＭ（ランダム・アクセ
ス・メモリ）、２１はＲＯＭ（リード・オンリ・メモ
リ）である。

【００１７】本実施例に用いる記録媒体は、温度履歴に
より白濁と透明の両状態を繰り返し示す低分子／高分子
複合膜記録材料からなり、可視像の記録、消去を繰り返
し行なうことの可能なもので、たとえば、図４に示すよ
うに構成されている。すなわち、記録媒体は、基材３１
の一方の面に黒色などに着色された着色層３２、透明と
白濁の２つの状態を可逆的に示す記録層３３、および保
護層３４を順次積層して構成されている。

【００１８】記録層３３は、たとえば、図５に示すよう
な温度−白濁／透明特性を持っている。すなわち、透明
状態において、その温度をＴ1 からＴ3 に上昇させたと
き、透明状態から白濁状態になり、その温度がＴ1 に戻
っても、そのまま白濁状態を保持する。そして、記録媒
体の温度をＴ1 からＴ2 に上昇させ、再びＴ1 に戻す
と、白濁状態から透明状態となり、そのまま透明状態を
保持する。この変化は繰返し再現可能である。

【００１９】このような記録媒体に対する可視像の記録
は、記録層３３を透明化し、着色層３２を下地色とした
状態で、記録層３３を選択的に白濁化することによって
行なわれ、消去は、白濁画像を透明化することによって
なされる。なお、ここで使用した記録層３３は、約６０
℃〜約９０℃で透明化し、約９５℃以上で白濁が飽和す
る。また、加熱温度の上限は、保護層３４あるいは記録
層３３の耐熱性によって決まる。この記録媒体では約１
８０℃であった。

【００２０】しかして、記録媒体が搬送されて、その先
端が検知器１８で検知され、所定の位置がサーマルヘッ
ド１２の発熱抵抗体位置にくると記録が開始される。ま
ず、ＣＰＵ１１の制御により、記録すべき記録画像に応
じた記録画像データが発生する。この記録画像データは
コードデータであり、このコードデータは、キャラクタ
ジェネレータ１９でビットデータに変換されてＲＡＭ２
０に格納される。

【００２１】コードデータがビットデータに変換された
後、ＣＰＵ１１からの記録命令により、ＲＡＭ２０から
ビットデータが順次読出される。読出されたビットデー
タは、通電時間演算回路１４によって通電時間が決定さ
れる。サーマルヘッド駆動回路１３は、この決定された
通電時間にしたがって、サーマルヘッド１２の発熱抵抗
体を選択的に駆動して発熱させることにより、記録媒体
への可視像の記録、および、不要な可視像の消去を行な
うようになっている。

【００２２】図１は、サーマルヘッド１２の発熱抵抗体
を摸式的に示している。すなわち、１つの発熱抵抗体４
１は、記録する可視像の記録単位である１画点（ドッ
ト）と１対１に対応していて、たとえば矩形状に形成さ
れている。そして、発熱抵抗体４１は、その横方向のほ
ぼ中央部で図面に対して垂直方向にスリット状の非発熱
部４２が形成されている。なお、４３は各発熱抵抗体４
１に対する個別電極、４４は各発熱抵抗体４１に対して
共通な共通電極である。

【００２３】次に、このような構成において、図６を用
いて可視像の書換記録動作について説明する。図６の例
は、たとえば、”Ｉ”の文字の上に”Ｌ”の文字をオー
バーライトする例を示している。まず、最初に、図６
（ａ）に示すように、記録媒体上に”Ｉ”の文字が記録
されていて、その上に図６（ｃ）に示すように、”Ｌ”
の文字を書換記録する場合、図６（ｂ）の過程を経る。

【００２４】すなわち、図４に示したような記録媒体１
上に、サーマルヘッド１２の発熱抵抗体列（図２に示し
た発熱抵抗体４１が多数、一列に配列されてなる）２が
接触していて、この発熱抵抗体列２は、記録媒体１の搬
送方向（記録方向）と直交して配設されている。なお、
発熱抵抗体は、記録媒体１の幅を記録するのに充分な数
が設けられている。

【００２５】図６において、３は既に記録されている古
い画像”Ｉ”の一部分、４は現在記録している新しい画
像”Ｌ”の一部分、５は消去された画像“Ｉ”の一部
分、６は再記録された画点部分である。記録媒体１に記
録する場合は、既画像に関係なく注目画点（マークドッ
ト）に対応した発熱抵抗体を記録媒体１が白濁温度域に
昇温する温度に上昇させればよい。また、消去する場合
も、既画像に関係なく注目画点（スペースドット）に対
応した発熱抵抗体を記録媒体１が透明温度域に昇温する
温度に上昇させればよい。

【００２６】このように、固定されたサーマルヘッド１
２の発熱抵抗体列２の下を記録媒体１を矢印方向に搬送
しながら、発熱抵抗体を選択的に発熱させることによ
り、新しい画像４を記録すると同時に古い画像３を消去
する書換記録（オーバーライト記録）が行なわれる。

【００２７】次に、図２を用いてサーマルヘッド１２の
発熱抵抗体４１の記録媒体への加熱動作について説明す
る。図２（ａ）は、発熱抵抗体４１のＡ−Ａ矢視断面
（図１参照）における表面の温度分布と、そのとき記録
媒体に形成された画点を摸式的に示し、図２（ｂ）は、
比較例として従来におけるスリット状の非発熱部を有し
ていない発熱抵抗体の表面の温度分布と、そのとき記録
媒体に形成された画点を摸式的に示している。

【００２８】なお、実線は白濁化時、一点鎖線は透明化
時を示している。また、本実施例では白濁化を０．４５
ｍＪ／ドット、透明化を０．２６ｍＪ／ドット、従来で
は白濁化を０．４０ｍＪ／ドット、透明化を０．２０ｍ
Ｊ／ドットでそれぞれの発熱抵抗体を駆動した。

【００２９】図２（ｂ）に示されるように、スリット状
の非発熱部を有しない発熱抵抗体の表面の温度分布は、
一般に中央部で高く、周辺部で低く、発熱抵抗体の中央
部のごく小さな領域のみが最も温度が高くなる。これに
対して、本実施例の発熱抵抗体４１では、スリット状の
非発熱部４２を挟んで分割された２つの発熱抵抗体とし
て発熱する。２つの発熱抵抗体４１によって生じる温度
分布は近接しているため、多重化されて１つの温度分布
となる。この多重化される効果により、図２（ａ）に示
されるように最高温度域は平坦となる。最高温度域が平
坦に、すなわち、広くとれる本実施例の記録装置は、異
なる履歴温度で可視可能な２つの状態を繰り返し示す記
録媒体に記録する場合に有利となる。

【００３０】すなわち、この記録媒体の状態の変化は最
高履歴温度に依存するので、画点形成および画点消去に
は、記録媒体の画点形成領域の温度を均一な温度とする
必要がある。従来では、発熱抵抗体の中心部のごく小さ
な領域のみに最高温度域があるために、この領域の温度
を白濁化あるいは透明化の温度域に制御すると、白濁化
あるいは透明化できる領域が小さくなり、本来形成すべ
き画点の大きさに比べて小さいものとなる。これに対し
て、本実施例では、最高温度域が広くなるので、形成す
べき画点の大きさに相当する画点の形成、消去が可能と
なる。また、以下に示す理由から、最高温度域が平坦と
なる本実施例の記録装置は、記録媒体の繰り返し記録の
耐久性を著しく向上させることができる。

【００３１】すなわち、本発明者らは、白濁化温度と白
濁画像の繰り返し記録耐久性の関係について調べ、図７
に示す知見を得た。たとえば、初期状態として透明化し
た記録媒体を、温度一定とした周速４０ｍｍ／ｓで回動
するヒートローラで加温して画像濃度を測定し、これを
繰り返して、繰り返し回数に対する画像濃度の変化を測
定した。ヒートローラの温度としては、図８に示す白濁
飽和温度領域にあるＴW1，ＴW2およびＴW3を用いた。

【００３２】図７から明らかなように、白濁化温度が高
くなるにしたがい、繰り返し回数の増加に伴い白濁濃度
の変化は大きくなる。したがって、必要な濃度を得るの
に充分で、かつ、より低い温度で記録するほど繰り返し
記録の耐久性が向上する。

【００３３】従来装置では、図２（ｂ）に示したよう
に、白濁化あるいは透明化可能温度域であっても、その
温度域にある各部の温度差が大きい。すなわち、部分的
に劣化が速く生じる可能性が高いことを示している。こ
れに対して、本実施例では、白濁化あるいは透明化可能
温度域にある各部の温度差が小さく、温度制御により耐
久性を向上させることが可能である。

【００３４】次に、サーマルヘッド１２の発熱抵抗体の
変形例について説明する。図９は、サーマルヘッド１２
の発熱抵抗体を摸式的に示したもので、５１は発熱抵抗
体、５２，…はスリット状の非発熱部、５３は個別電
極、５４は共通電極である。このような形状を持った発
熱抵抗体は、ミアンダ形発熱抵抗体として公知である。
図１０は、図９に示した発熱抵抗体５１のＢ−Ｂ矢視断
面における表面の温度分布を示したものである。

【００３５】本実施例によれば、スリット状の非発熱部
５２，…により４つに分割された発熱抵抗体５１よって
生じる温度分布は近接しているため、多重化されれて１
つの温度分布となり、この場合にも平坦な最高温度域の
温度分布が得られる。したがって、この記録装置におい
ても、従来装置と比べて記録媒体の繰り返し記録の耐久
性を向上させることができる。

【００３６】なお、前記実施例では、記録層の白濁状態
を記録画像としたが、白濁状態を下地色として透明状態
を記録画像としてもよい。また、本発明を適用できる記
録材料としては、前記実施例の材料に限定されず、熱エ
ネルギの制御のみで可逆的な色調変化を示すロイコ染料
を発色源とした記録材料にも適用できる。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、記
録媒体に可視像を記録する際、スリット状の非発熱部で
分割された発熱体の温度分布が多重化して一体化し、平
坦な最高温度域を持つ温度分布となり、発熱体のサイ
ズ、すなわち、画点サイズに対応した領域を比較的均一
の温度で加熱でき、したがって、熱記録手段の発熱体の
大きさに対応する画点記録および消去を行なえ、かつ、
記録媒体の繰り返し記録の耐久性を向上させることので
きる記録装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る記録装置のサーマルヘ
ッドの発熱抵抗体を説明する構成図。

【図２】記録媒体への加熱動作を説明するための図。

【図３】記録装置を概略的に示すブロック図。

【図４】記録媒体の構成を示す縦断側面図。

【図５】履歴温度により白濁と透明の両状態に変化可能
な記録材料の状態を説明するための図。

【図６】書換記録動作を説明するための図。

【図７】白濁の繰り返しに対する白濁濃度の変化を示す
図。

【図８】白濁と透明の両状態の遷移温度域を説明するた
めの図。

【図９】サーマルヘッドの発熱抵抗体の変形例をを説明
する構成図。

【図１０】図９の発熱抵抗体の発熱温度分布を示す図。

【符号の説明】

１……記録媒体、２……発熱抵抗体列、１１……ＣＰ
Ｕ、１２……サーマルヘッド（熱記録手段）、１３……
サーマルヘッド駆動回路、１４……通電時間演算回路、
３１……基材、３２……着色層、３３……記録層、３４
……保護層、４１，５１……発熱抵抗体（発熱体）、４
２，５２……非発熱部、４３，５３……個別電極、４
４，５４……共通電極。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ４１Ｍ 5/36 8305−2Ｈ Ｂ４１Ｍ 5/26 １０２

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異なる温度の熱履歴により記録と消去の
   ２つの状態を示す記録媒体に対して、熱記録手段を用い
   て可視像の記録あるいは消去を行なう記録装置におい
   て、 前記可視像の記録単位である１画点形成領域に対応し、
   かつ、スリット状の非発熱部を有する発熱体からなる熱
   記録手段を用いて記録媒体に可視像の記録あるいは消去
   を行なうことを特徴とする記録装置。
2. 【請求項２】 スリット状の非発熱部は発熱体のほぼ中
   央部に形成されていることを特徴とする請求項１記載の
   記録装置。