JPH058508A - 記録媒体処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、記録媒体に対する画像情報の記録
を正確に行うことのできる記録媒体処理装置を提供する
ことを目的とする。 【構成】 本発明の記憶媒体処理装置は、記録媒体から
記録情報を読取る読取部と、読取手段で読取った記録情
報に基づいて、第１の記録部に可視像を記録する際には
可視像の記録単位に記録エネルギを複数回付与して記録
し、第１の記録部の可視像を消去する際には可視像の消
去単位に消去エネルギを複数回付与して消去する処理部
とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、記録媒体に可視像を
記録および消去する記録媒体処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電話機、券売機等で用いられてい
る金額減額式のカード、すなわちプリペードカードで
は、使用回数の限定できない高額の金額の場合に、残高
があるにもかかわらず、印字エリアがなくなり使用でき
なくなってしまったり、小さな字を印字するのが困難で
あるなどの理由により、残額などの更新記録（印刷）が
採用されていないものとなっている。そこで、使用残額
（あるいは使用可能な度数）などを穴開けなどにより概
略的に知らせるようになっている。このため、使用履歴
や正確な残高などを知ることができないという問題点が
あった。

【０００３】これに対して、カードの一面に熱により色
の変化、あるいは光透過度の変化を可逆的に生じさせる
ことのできる記録層を設けたカ−ドが提案されている。
このカードはプラスチックなどで構成される基材の１面
に印刷層下部、他面に磁気記録層と感熱体で構成される
可逆性記録層（可変表示層）とが積層されている。可逆
性記録層は、例えば透明状態において、その温度を温度
Ｔ１から温度Ｔ２に上昇させたとき、白濁状態から透明
状態となり、その温度が温度Ｔ１に戻ってもそのまま透
明状態を保持する。そして、可逆性記録層の温度を温度
Ｔ１から温度Ｔ２を越えて温度Ｔ３に上昇させ、再び温
度Ｔ１に戻すと透明状態から白濁状態となり、そのまま
白濁状態を保持する。この変化は繰り返し再現可能であ
る。この様な熱可逆性記録層を有する表示体に対する記
録および消去を行う記録装置については、例えば実開平
２−１９５６８号公報に開示されている。この装置では
記録体の記録を熱的に消去する消去手段と、熱的に記録
する記録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記録層の記録をヒータ
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（記録手段）を用いて記録書込みをする構成が示
されている。

【０００４】上述のように可逆的に記録消去可能な表示
部を有するカードは有用であるが、このようなカードを
用いたカード処理システムでは、カードに対する画像の
記録あるいは消去が確実に行われず、記録が不明瞭にな
りがちであった。また、カードの繰り返し使用寿命が十
分でなければならない。しかし、この点に関して従来明
らかにされていない。また、従来の繰り返し記録／消去
可能なカードの記録／消去方式あるいは装置では、記録
手段、消去手段が各々設けられているので装置が大型に
なるという問題点がある。さらに、記録手段、消去手段
がカードの搬送経路に沿って設けられているため、搬送
経路へのカードのセット方向が限定され、これを回避す
るにはカードの方向転換機構など装置が複雑化する問題
点がある。さらに表示部の記録／消去は他の部分のカー
ド搬送速度に対して減速して行われるため、記録手段、
消去手段の占める長さがカード処理時間を律速し、従来
のようにカードの搬送方向に順次、記録手段、消去手段
が設けられている構成ではカード処理の高速化の要求に
応えられないという問題点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
カード処理システムでは、カードに対する画像の記録あ
るいは消去が繰り返し行った場合には、画像の記録ある
いは消去が確実に行われないという問題があった。

【０００６】そこでこの発明は、上述の問題点に鑑みて
なされたものであり、記録媒体に対する画像情報の記録
を正確に行うことのできる記録媒体処理装置を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の記憶媒体処理装
置は、エネルギが付与されることより可視像が記録及び
消去される第１の記録部とこの記録層に記録される前記
可視像の記録情報が記録される第２の記録部とを備える
記録媒体から記録情報を読取る読取手段と、読取手段で
読取った記録情報に基づいて、第１の記録部に可視像を
記録する際には可視像の記録単位に記録エネルギを複数
回付与して記録し、第１の記録部の可視像を消去する際
には可視像の消去単位に消去エネルギを複数回付与して
消去する処理手段とを具備したことを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明の記憶媒体処理装置は、第１及び第２の
記録部とを備える記録媒体から記録情報を読取り、読取
った記録情報に基づいて、第１の記録部に可視像を記録
する際には可視像の記録単位に記録エネルギを複数回付
与して記録し、第１の記録部の可視像を消去する際には
可視像の消去単位に消去エネルギを複数回付与して消去
するものである。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の記録媒体処理装置の一実施例
について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１０】図１は本発明の記録媒体処理装置の主要部
を模式的に示したものである。この装置は金額減算式カ
ード１０に対し、使用毎に使用日付、残額などの使用履
歴データをカードの表示部に記録する。金額減算式カー
ド１０は、磁気情報を記憶するとともに与えられる熱エ
ネルギーの制御により視認できる可視画像を表示する表
示部を有するものである。

【００１１】ここで、図２に金額減算式カード１０（以
下、カード）の構成を示す。カード１０は基材１１の一
面に磁気情報を格納する記憶部である磁気記録層１２、
金属薄膜層などの遮蔽層１３、付与される熱エネルギに
より透明と白濁の２つの状態を可逆的に変化する記録層
１４、保護層１５を順次積層した構成となっている。表
示部１６は遮蔽層１３、記録層１４および保護層１５か
らなる。可視像形成は、記録層１４を透明化した状態を
無記録状態とし遮蔽層１３を下地色とした状態で、記録
層１４を選択的に白濁化することによって行われ、消去
は白濁画像を透明化するすることによって成される。こ
こで使用した記録層１４は約６０℃〜約９０℃の温度で
透明化し、約１０５℃以上で白濁が飽和する。加熱温度
の上限は保護層１５あるいは記録層１４の耐熱性によっ
て決まる。このカードでは約１４０℃であった。

【００１２】処理装置は、カード投入口２０、カードを
矢印ａ及びｂ方向に搬送するカード搬送路２１、カード
１０の磁気記録層からカードの真偽、有効期間等のセキ
ュリティ関係データ、残額等の使用履歴データ等の磁気
情報を読み出す読取りヘッド２２、カード１０の磁気記
録層の磁気情報を更新・書き込みするための書き込みヘ
ッド２３、カード１０の表示部に使用日付、残額などを
可視像として記録、あるいは不要な可視像を消去するエ
ネルギー付与手段であるサーマルヘッド熱記録部２４、
書き込み更新されたデータを確認のために磁気情報をカ
ード１０の磁気記録層から読み出す読取りヘッド２５、
カードの真偽、有効期間等のセキュリティ関係に疑いが
あるときにカード１０を停止させるストッパ２６、カー
ド排出口２７から構成される。

【００１３】図３は、図１に示したカード処理装置の制
御系の概略を示したものである。３０は装置全体を制御
する主制御部、３１はサーマルヘッド２４の駆動を制御
する印刷制御部、３２は読取りヘッド２２による磁気情
報読取りを制御する読取り制御部、３３は書込みヘッド
２３による磁気情報書込みを制御する書込み制御部、３
４は読取りヘッド２５による磁気情報読取りを制御する
読取り制御部、３５はカード搬送路の図示しない搬送ロ
ーラに駆動系を介して連結するモータを制御する搬送機
構制御部、３６はセキュリティ関係データの照合による
カードの有効性の判定、表示部余白の判定などを行なう
判定部である。３７はカードの利用可能な残額を演算す
る残額演算部である。各ブロックはデータバス３８で主
制御部３０に接続されている。主制御部３０は必要に応
じて外部端末（図示せず）に接続され必要なデータの表
示、入出力が行える。

【００１４】次に、この装置におけるカード処理動作に
ついて説明する。利用者がカード１０をカード投入口２
０に投入する。投入されたカードは搬送路２１を矢印ａ
方向に搬送ローラなどによって搬送され、読取りヘッド
２２によりカードの真偽、有効期間等のセキュリティ関
係データ、利用金額、残額等の使用履歴データを読み取
る。使用履歴データは主制御部３０を介して残額演算部
３７に送られ、利用金額にもとづいて利用可能な残額を
計算する。演算結果データ、および他の読み出されたデ
ータは判定部３６で処理される。カードに問題がある場
合にはストッパ２６を動作させて、カードを停止させ、
搬送機構制御部３５の制御により搬送ローラを駆動する
モータ動作を反転させ、カードを矢印ｂ方向に搬送し、
図示しない別トレイに排出する。カードが有効である場
合には次の書込みヘッド２３により磁気記録層１２の使
用履歴データが更新・書込まれる。サーマルヘッド熱記
録部２４においては、判定部３６で既に読み取られた使
用履歴データに基づきカード１０の表示部（図示せず）
に余白が無いと判定されたときは主制御部３０から印刷
制御部３１に与えられた可視像形成と形成されている可
視像の消去を行なう制御により、余白部の最も古い可視
像部に以下に説明する記録動作で新たな可視像を記録す
る。

【００１５】カード１０の表示部における画像形成と消
去動作を図４及び図５を用いて説明する。図４は、カー
ド１０の表示部１６上にサーマルヘッド２４の発熱体列
４０である。４１は既に書き込まれている画像、４２は
現在書き込んでいる画像である。発熱体列４０は画像の
１ドットと１対１に対応して設けられ、表示部１６の進
行方向（矢印で示す）に対して横断する方向に１列に配
列された複数の発熱体からなる。発熱体は表示部１６の
幅（先に述べた横断方向）を記録するのに十分な数が設
けられている。固定されたサーマルヘッドの発熱体列４
０下をカードを矢印方向に搬送しながら発熱体列４０の
発熱体を以下に説明する駆動方式で選択的に発熱させる
ことにより、新しい画像４２を書き込むのと同時に先に
記録されている画像２２を消去する、いわゆるオーバー
ライト記録が実現できた。実線の丸印は記録画素を、破
線の丸印は消去された記録画素を示している。

【００１６】次に、図５を用いて記録、消去動作を詳細
に説明する。この例ではサーマルヘッドの発熱抵抗体４
０を駆動する通電パルスを１ドット形成周期内で２回発
生させることにより、可視像の記録あるいは消去を行な
うエネルギーを１ドット形成周期内で２回多重して与え
ることを実施している。１ドット形成周期は４ｍｓ，マ
ークドットの場合のパルス通電時間は１ｍｓ，スペース
ドットの場合のパルス通電時間は０．７ｍｓ，サーマル
ヘッド駆動電圧は１６Ｖである。図５に画素点の記録／
消去を行なうときのサーマルヘッドの通電パルス（上
段）、発熱抵抗体および記録媒体の温度変化（中段およ
び下段）を示す。左側ににマークドット（記録）、右側
にスペースドット（消去）の場合を示している。この実
施例では、図４の上段に示すように１ドット形成時間内
に２つの通電パルスを設け、カード表示部に記録する。
マークドットあるいはスペースドットへの通電パルスは
電圧値は同じで通電時間を変化させている。マークドッ
トの場合、１番目のパルスにより発熱抵抗体をカード表
示部に記録が可能な温度、すなわちカード表示部が白濁
化する温度にまで昇温させる。発熱抵抗体に接するカー
ド表示部は発熱抵抗体から流入する熱エネルギーにより
白濁化温度に昇温する。通電がＯＦＦとなると発熱抵抗
体の温度はカード表示部に変化を与えない温度にまで降
下する。これに従い、カード表示部の温度も常温付近に
降下するが熱を与えられた部分は白濁化する。２番目の
パルスも１番目のパルスと同じ時間、通電される。抵抗
発熱体の温度は再び上昇する。発熱抵抗体の温度は１番
目の通電時に比べて１番目のパルスによる蓄熱があるた
め最高到達温度はやや高くなる。カード表示部は１ドッ
ト形成周期の時間で発熱抵抗体の有効発熱長さ（可視像
のドットピッチに相当）だけ移動する。また、発熱抵抗
体の有効発熱面積は可視像を構成するドット面積に対応
しているので１ドット形成周期の発熱抵抗体の発熱中は
カードが停止しているカード搬送モードではマークドッ
トを形成されるカード表示部の領域全域が、発熱抵抗体
の発熱中にカードが搬送されるカード搬送モードではマ
ークドットを形成されるカード表示部の領域の最小１／
２の領域は、１番目の発熱と２番目の発熱で熱が２度印
加される。したがって２番目の発熱抵抗体の発熱の時、
最初の状態よりやや暖まった状態から昇温する。２番目
の加熱によりカード表示部の発熱抵抗体に当接する領域
は再び白濁化温度まで昇温する。従って形成されるマー
クドットの面積の１／２は２度の白濁化を経てマークド
ットが形成される。スペースドドットの場合、パルス通
電時間がマークドットと比べて短くなるため発熱抵抗体
の温度はカード表示部の白濁像を透明化する温度が最高
温度となる。スペースドットの場合にも、マークドット
形成について説明したと同様に形成されるスペースドッ
トの面積の１／２は２度の透明化を経てスペースドット
が形成される。

【００１７】以上の説明から明らかなようにこの発明の
記録装置では１回の印加でもカード表示部の可視像を記
録あるいは消去することが可能なエネルギーを１ドット
形成周期内に２回カード表示部に印加するところに特徴
がある。この実施例で用いたカード表示部の記録層は図
４に示すように白濁と透明の両状態を可逆的に示すが、
図５の下段に示すようにこの両状態を示す温度には幅が
ある。これらの温度領域にカード表示部の記録層の温度
の最高温度が達すれば白濁化あるいは透明化がなされ
る。各状態の下限温度近傍にカード表示部の最高温度が
なるようにサーマルヘッドの発熱抵抗体の発熱温度を制
御するようにすれば、発熱抵抗体に当接するカード表示
部の記録層表面の熱によるダメージが低減され、カード
表示部の繰り返し使用寿命を延ばすことができる。しか
し、発熱抵抗体温度を正確に制御することは難しく、一
般に温度ばらつきを生じる。また、白濁状態と透明状態
は２値的に変化するのではなく、図６に示すように遷移
領域がある。この領域は白濁状態と透明状態が混在する
領域でドットの濃度が変化しやすい。従って、例えば記
録エネルギーを多重せずにマークドットを形成する際、
カード表示部の最高温度が各状態の下限温度近傍になる
ように従来の記録方式のように発熱抵抗体を１回駆動す
ることによりマークドットを記録すると、形成されるマ
ークドットの濃度が一定せず、場合によっては極めて濃
度の低いマークドットの記録となってしまう。

【００１８】上述の実施例で説明したように、この発明
のカード処理装置では、カード表示部に可視像を記録可
能なエネルギーあるいは可視像を消去可能なエネルギー
を多重してドット形成を行なうのでカード表示部の最高
温度が各状態の下限温度近傍になるように発熱抵抗体を
駆動しても、マークドット形成の場合には、十分な濃度
のドットが、スペースドットの場合には２度消去する効
果により、先にマークドットがあっても消去が完全に成
される。

【００１９】さらに本発明者らは、白濁化温度と白濁画
像の繰返し使用寿命の関係について調べ、図７に示す知
見を得た。初期状態として透明化したカード表示部を温
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、これを繰返して繰返し回
数に対する画像濃度の変化を測定した。ヒートローラ温
度としては，図６に示す白濁飽和濃度領域にあるＴ_w1，
Ｔ_w2，およびＴ_w3を用いた。図７から明らかなように白
濁化温度が高くなるに従い、繰返し回数の増加にともな
い白濁濃度の変化は大きくなった。したがって、必要な
濃度を得る最小限のエネルギーで記録することが望まし
い。

【００２０】サーマルヘッドを用いてカード表示部を加
熱して可視像の記録、消去を行う場合にはヒートローラ
と比較して、カード表示部媒体への熱印加時間は数ｍｓ
以下と極めて短く、かつこのような短時間にカード表示
部の記録層を同じ温度にまで昇温しなければならないの
でカード表示部表面に当接するサーマルヘッドの発熱抵
抗体の温度は数百度にもなる。このように極めて短時間
高温の熱源が接触した場合、図８に模式的に示すように
カード表示部の厚み方向に向かって、熱源（発熱抵抗
体）の接する側に近いほど高温で、かつ温度勾配は急で
あり、遠ざかるほど温度は低く、かつ温度勾配が緩やか
になることが知られている。したがって、記録層内には
温度差を生じるため、発熱抵抗体からの熱供給が終了し
た後、記録層全体の温度は常温に戻るが記録各部分の到
達温度は異なる。白濁記録を行う場合、記録層各部分の
温度を白濁下限温度以上にすればよいが、先に説明した
記録層内の温度勾配のために記録層各部の白濁化温度は
異なっている。白濁化温度が高すぎると図７に示したよ
うに繰り返し寿命が短くなる。一方、記録層内の白濁化
領域の厚みが薄いと十分な白濁濃度が得られない。した
がって、できるだけ白濁化温度は低く、かつ記録層内の
温度勾配を緩やかにすることが望ましい。

【００２１】この発明のカード処理装置は先に説明した
ようにカード表示部に熱を多重して印加するので印加す
る熱の温度は従来の多重しない記録の場合と比べて低く
ても十分であり、繰返し寿命に対しても有利である。

【００２２】表示部に余白があると判定された時は主制
御部３０から熱記録制御部３１に与えられた可視像形成
の制御により表示部の余白部に可視像記録のみが行われ
る。この場合にはドットデータの場合には先に説明した
のと同様に記録層を白濁化温度にする熱エネルギーを発
生する通電パルスが印加される。しかし、スペースデー
タの場合には従来のサーマルヘッド駆動と同様に発熱体
に通電しない。表示部に書き込み後、読取りヘッド２５
によって磁気記録層より更新されたデータが読み取ら
れ、更新したデータの確認を行う。最後にカードは排出
口２７に出てきて利用者に戻される。

【００２３】以上の実施例では白濁状態を画像とした
が、白濁状態を初期状態として透明状態を画像としても
良い。また、この発明を適用できる記録層材料としては
実施例の材料に限定されることなく、熱エネルギーの制
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
とした記録材料など、あるいは光エネルギーの制御のみ
で可逆的な状態変換が可能な記録材料にも適用できる。

【００２４】この発明を適用できる記録／消去手段とし
ては実施例に示したサーマルヘッド記録手段に限定され
ることなくレーザービーム記録手段のような出力エネル
ギーを変調できるエネルギー付与手段であれば記録層材
料に合わせて選択することができる。実施例ではメモリ
ーカードとして磁気カードを用いたが、ＩＣカード、光
カードなども用いることができる。

【００２５】この発明によれば既に形成された画像を事
前に消去することなく、画像書き換えが可能となった。
また、可視像の記録、消去を安定に、確実に行うことが
できる。直接書き換えが可能なのでカードの進入方向が
限定されない。画像記録と画像消去が同一の手段で可能
となり、これによって装置の小型化、簡素化が可能とな
った。表示部の任意の部分に画素単位での記録、消去が
可能となった。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、記
録媒体への記録を正確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるサーマルヘッド熱記録
手段を用いたカード処理装置を示す図である。

【図２】図１に示したカード処理装置に使用したカード
構成を示す図である。

【図３】図１に示した装置の制御系のブロック図であ
る。

【図４】図１の装置での可視像の記録／消去を示す図で
ある。

【図５】サーマルヘッドの発熱体の駆動動作を説明する
ための図である。

【図６】白濁と透明の両状態の遷移温度域を説明するた
めの図である。

【図７】白濁の繰返しに対する白濁濃度の変化を示す図
である。

【図８】サーマルヘッドで熱印加した時の記録媒体の厚
み方向の熱分布を模式的に示す図である。

【符号の説明】

１０ 記録媒体、 １２ 磁気記録層、 １４
記録層、１６ 表示部、 ２２ 読み取り磁気ヘッ
ド、２４ サーマルヘッド熱記録手段、 ３６判定
部、４０ サーマルヘッド発熱体列

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 可視像を記録する記録エネルギが付与さ
   れることにより可視像が記録され前記可視像を消去する
   消去エネルギが付与されることにより前記可視像が消去
   される第１の記録部とこの記録層に記録される前記可視
   像の記録情報が記録される第２の記録部とを備える記録
   媒体から前記第２の記録部に記録される前記記録情報を
   読取る読取手段と、 この読取手段で読取った前記記録情報に基づいて、前記
   第１の記録部に前記可視像を記録する際には前記可視像
   の記録単位に前記記録エネルギを複数回付与して記録
   し、前記第１の記録部の前記可視像を消去する際には前
   記可視像の消去単位に前記消去エネルギを複数回付与し
   て消去する処理手段とを具備したことを特徴とする記録
   媒体処理装置。