JPH11192779A

JPH11192779A - 印字・消去方法及び装置

Info

Publication number: JPH11192779A
Application number: JP36917597A
Authority: JP
Inventors: Fumio Kawamura; 史生河村; Hiromi Furuya; 浩美古屋; Tadafumi Tatewaki; 忠文立脇; Atsushi Kutami; 篤久田見; Kyoji Tsutsui; 恭治筒井; Masashi Torii; 昌史鳥居; Masaru Shimada; 勝島田; Hiroaki Matsui; 宏明松井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-12-27
Filing date: 1997-12-27
Publication date: 1999-07-21

Abstract

(57)【要約】【課題】発色・消色型記録媒体を用いて、繰り返し発
色画像が安定して得られる方法・装置を提供する。【解決手段】ロイコ染料と顕色剤を含む記録層を有
し、加熱温度および／または加熱後の冷却速度の違いに
よって可逆的に発色および消色する可逆性感熱記録媒体
に対し、印字された記録媒体の書き替えを消去工程、印
字工程の順に行う印字・消去方法において、消去後の記
録媒体を、印字直前の記録媒体の記録層温度がその記録
媒体固有の消去温度以下４０℃以上の温度になるように
一様に予備加熱し、続いて印字加熱を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、熱エネルギーの制御に
より可逆的に発色状態・消色状態を形成できる記録層を
有し、繰り返し印字・消去が可能な可逆性感熱記録媒体
に用いる印字・消去方法および装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来技術】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着色剤を付着固
定して画像形成を行うか、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、これにエネルギー
を加えて可視画像を形成するなど、永久画像を形成する
ものであった。しかし、最近、複写機やファクシミリの
普及、コンピューターからの情報出力によって記録媒体
の消費量が急激に増大し、自然破壊や廃棄物処理など社
会問題を引き起こしている。この問題を解決するため、
記録した可視画像を消去でき、繰り返し使用可能な記録
材料が注目されている。たとえば、脂肪酸など有機低分
子結晶粒子を分散した高分子膜の光散乱性変化を利用
し、透明と白濁の二状態を可逆的に形成できる記録媒体
がある（たとえば、特開昭５５−１５４１９８号な
ど）。そして、この記録媒体は、すでに磁気カードの内
容表示部として実用化されている。しかし、表示される
画像は、黒や青の着色地肌、またはアルミ蒸着膜などの
光反射性の地肌に白色の印字となるので、通常のハード
コピーとしては違和感が大きく適していない。

【０００３】この課題に対し、発色と消色の二状態をと
り得るロイコ染料を用い、白色地肌に可逆的に発色印字
画像を形成できる感熱記録媒体が提案された（たとえ
ば、特開平５−１２４３６０号など）。この記録媒体の
発色・消色は、加熱温度と加熱後の冷却速度のちがいに
よって制御されるものであり、発色状態の形成には、記
録層に含まれるロイコ染料と、これを発色させる顕色剤
が溶融混合する温度まで昇温したのち急冷すると発色状
態が形成される。徐冷になると十分な発色濃度が得られ
ない。また、発色温度よりやや低い温度へ加熱すると消
色が起こる。

【０００４】この発色・消色の記録媒体は、基本的にロ
イコ染料を可逆的に発色・消色させる能力をもつ可逆性
顕色剤を用いるものである。酸性物質である顕色剤はロ
イコ染料と結合すると発色する。従来の可逆性のない感
熱記録媒体では、この状態が安定であり発色状態が保た
れる。消色させるためには、ロイコ染料と顕色剤を引き
離す力が必要になるが、上記の発色・消色型ではこの引
き離す力として顕色剤の凝集力に基づく相分離（たとえ
ば顕色剤の結晶化）を利用している。そのため、この記
録媒体で用いられる可逆性顕色剤はそれ自体が強い凝集
力を有しており、可逆性顕色剤は比較的融点の高い化合
物が多い。その結果、発色・消色型の記録媒体の発色に
は高温まで加熱する必要があり、印字には通常の感熱記
録媒体に比べ数倍の印字エネルギーがかけられる。ま
た、この印字エネルギーは、従来から用いれらている主
に脂肪酸の溶融結晶化を用いた透明・白濁型の可逆性記
録媒体と比べてもかなり高いため、その印字・消去方法
および装置をそのままで用いても高濃度の印字はできな
い。

【０００５】このようにロイコ染料を用いた発色・消色
型記録媒体は発色感度が低いため、印字エネルギーを高
くする必要がある。したがって、従来の方法では高エネ
ルギー印字を繰り返すことになるため、印字に用いるサ
ーマルヘッドの発熱素子の寿命が１０分の１程度まで短
くなり、印字・消去装置の信頼性を著しく低下させてい
た。また、印字エネルギーを減少させるため印字前に記
録媒体を加熱する方法がとられることがあるが、ロイコ
染料を用いた発色・消色型の記録媒体は従来の透明・白
濁型の記録媒体に比べ感度が低く余裕がないため、記録
媒体の温度が部分によって差があると発色濃度にむらを
生じやすく、従来の方法および装置では高品質な画像は
得られなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、ロイコ
染料を用いた発色・消色型の記録媒体は、発色感度が低
く高エネルギー印字を必要とするため、印字・消去装置
の信頼性が低くなるという問題があった。本発明の目的
は、このような発色・消色型の感熱記録媒体を用いる従
来の問題点を解決し、発色濃度の高い画像がより低い印
字エネルギーで安定して得られ、もってより高速での印
字が可能となり、サーマルヘッド寿命が長く信頼性の高
い印字・消去方法及び装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、第一
に、少なくともロイコ染料と顕色剤を含む記録層を有
し、加熱温度および／または加熱後の冷却速度の違いに
よって可逆的に発色および消色する可逆性感熱記録媒体
に対し、印字された記録媒体の書き替えを消去工程、印
字工程の順に行う印字・消去方法において、消去後の記
録媒体を、印字直前の記録媒体の記録層温度がその記録
媒体固有の消去下限温度以下４０℃以上の温度になるよ
うに一様に予備加熱し、続いて印字加熱を行うことを特
徴とする印字・消去方法が提供される。

【０００８】第二に、上記第一の印字・消去方法におい
て、記録媒体への予備加熱から印字加熱までの時間が、
記録媒体の印字面のどの部分についても実質的に同一で
あることを特徴とする印字・消去方法が提供される。第
三に、上記第一又は第二の記載の印字・消去方法におい
て、予備加熱工程が記録媒体を搬送しながら加熱部材に
接触させて加熱することを特徴とする印字・消去方法が
提供される。

【０００９】第四に、上記第一〜第三のいずれかに記載
の印字・消去方法において、予備加熱工程の固定された
加熱部材に接触して搬送される記録媒体の搬送速度と、
印字加熱のサーマルヘッドに対する記録媒体の搬送速度
とを別々に制御することを特徴とする印字・消去方法が
提供される。第五に、上記第一、第二又は第三の印字・
消去方法において、消去工程での加熱が予備加熱工程を
兼ねていることを特徴とする印字・消去方法が提供され
る。

【００１０】第六に、上記第一〜第五のいずれかに記載
の印字・消去方法において、消去工程と予備加熱工程と
の間に、消去工程で加熱された記録媒体を冷却するため
の冷却工程を設けたことを特徴とする印字・消去方法が
提供される。第七に、上記第一〜第六のいずれかに記載
の印字・消去方法において、予備加熱工程に搬送される
記録媒体の温度を検知し、その記録媒体温度に応じて予
備加熱工程における加熱部材の温度を制御して記録媒体
を加熱することを特徴とする印字・消去方法が提供され
る。

【００１１】第八に、上記第一〜第六のいずれかに記載
の印字・消去方法において、予備加熱工程に搬送される
記録媒体の温度を検知し、その記録媒体温度に応じて予
備加熱工程における加熱部材と記録媒体との接触時間を
制御して記録媒体を加熱することを特徴とする印字・消
去方法が提供される。第九に、上記第一〜第六のいずれ
かに記載の印字・消去方法において、印字・消去装置内
の温度を検知し、その温度に応じて予備加熱工程におけ
る加熱部材の温度を制御して記録媒体を加熱することを
特徴とする印字・消去方法が提供される。

【００１２】第十に、上記第一〜第六のいずれかに記載
の印字・消去方法において、印字・消去装置内の温度を
検知し、その温度に応じて予備加熱工程における加熱部
材と記録媒体との接触時間を制御して加熱することを特
徴とする印字・消去方法が提供される。第十一に、上記
第一〜第六のいずれかに記載の印字・消去方法におい
て、印字・消去装置の周囲温度を検知し、その温度に応
じて予備加熱工程における加熱部材の温度を制御して記
録媒体を加熱することを特徴とする印字・消去方法が提
供される。

【００１３】第十二に、上記第一〜第六のいずれかに記
載の印字・消去方法において、印字・消去装置の周囲の
温度を検知し、その温度に応じて予備加熱工程における
加熱部材と記録媒体との接触時間を制御して加熱するこ
とを特徴とする印字・消去方法が提供される。第十三
に、上記第八、第十又は第十二の印字・消去方法におい
て、予備加熱工程が記録媒体を搬送させながら固定され
た加熱部材に接触させるもので、記録媒体の搬送速度を
変化させることにより加熱時間を制御して記録媒体を加
熱することを特徴とする印字・消去方法が提供される。

【００１４】また本発明によれば、第十四に、少なくと
もロイコ染料と顕色剤を含む記録層を有し、加熱温度及
び／又は加熱後の冷却速度の違いによって可逆的に発色
及び消色する記録媒体に用いる印字・消去装置におい
て、記録媒体の記録層を消去温度に加熱して消去する消
去手段と、記録媒体の記録層温度がその記録媒体固有の
消去下限温度以下４０℃以上になるように記録媒体を一
様に加熱する予備加熱手段と、それに続きサーマルヘッ
ドで印字する印字手段をと有することを特徴とする印字
・消去装置が提供される。

【００１５】第十五に、上記第十四の印字・消去装置に
おいて、消去手段が予備加熱手段を兼ねていることを特
徴とする印字・消去装置が提供される。第十六に、上記
第十四又は第十五の印字・消去装置において、予備加熱
手段が記録媒体を搬送させながら加熱部材に接触させて
加熱することを特徴とする印字・消去装置が提供され
る。

【００１６】第十七に、上記第十四、第十五又は第十六
の印字・消去装置において、消去手段と予備加熱手段と
の間に、消去手段で加熱された記録媒体を冷却するため
の冷却手段を有することを特徴とする可逆性感熱記録装
置が提供される。第十八に、上記第十四〜第十七のいず
れかに記載の印字・消去装置において、予備加熱手段が
記録媒体を加熱する加熱部材、及びその加熱部材に記録
媒体を接触させながら印字手段での搬送速度の１〜１／
２倍の速度での搬送する搬送機構を具備していることを
特徴とする印字・消去装置が提供される。

【００１７】第十九に、上記第十四〜第十八のいずれか
に記載の印字・消去装置において、予備加熱手段と印字
手段との間に、記録媒体の印字部分の表面および／また
は裏面の全体に均一に接触する搬送部材を具備すること
を特徴とする印字・消去装置が提供される。第二十に、
上記第十四〜第十九のいずれかに記載の印字・消去装置
において、予備加熱手段を構成する加熱部材と印字手段
と構成するサーマルヘッドとの間に、記録媒体の印字部
分以外の表面および／または裏面のみに接触するガイド
部材を具備することを特徴とする印字・消去装置が提供
される。

【００１８】第二十一に、上記第十四〜第二十のいずれ
かに記載の印字・消去装置において、予備加熱手段を構
成する加熱部材が、セラミック基板上に帯状の発熱抵抗
体を有し、その上をガラス保護層で被覆したものである
ことを特徴とする印字・消去装置が提供される。

【００１９】本発明によれば、印字の前に加熱手段によ
り記録媒体の記録層が一様に予備加熱されているため、
印字工程におけるサーマルヘッド印字のエネルギーを減
少させることが可能になり、しかも印字時の記録媒体の
記録層温度がどの部分においてもほぼ一定にできるの
で、全面に均一で高濃度な印字が可能にある。また、サ
ーマルヘッドへの負荷が軽減されるため、寿命を延ばす
ことができ、印字・消去方法並びに装置の信頼性が高め
られる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下本発明をさらに詳細に説明す
る。図１に示すように、本発明に用いる記録媒体１１
は、プラスチック、紙、合成紙などからなる支持体１２
に製膜された可逆性感熱記録層１３、その記録層の劣化
を防ぐ透明保護層１４とから構成されている。この他に
必要に応じ、支持体と記録層の間に接着層（剥離防
止）、記録層と保護層の間に中間層（紫外線防止）、保
護層上の一部に着色印刷インキ層、さらにインキ層部分
を含めた表面搬送性向上、クリーニング性向上のための
透明保護層を設ける場合もある。可逆感熱記録層１３
は、樹脂バインダー中にロイコ染料および顕色剤を分散
させることによって形成されている。

【００２１】記録層に用いるロイコ染料は、たとえばフ
タリド系化合物、アザフタリド系化合物、フルオラン系
化合物、フェノチアジン系化合物、ロイコオーラミン系
化合物など公知の染料前駆体である。具体的には、特開
平０５−１２４３６０号などに記載されている公知のロ
イコ染料が使用できる。記録層に用いる顕色剤は、分子
内にロイコ染料を発色させる顕色能をもつ構造、たとえ
ばフェノール性水酸基、カルボン酸基、リン酸基など
と、分子間の凝集力を制御する構造、たとえば長鎖炭化
水素基が連結した構造をもつ化合物である。連結部分に
はヘテロ原子を含む２価の基を介していてもよく、また
長鎖炭化水素基中にもヘテロ原子を含む２価の基または
芳香族基が含まれていてもよい。具体的には、特開平０
５−１２４３６０号などに記載されている公知の顕色剤
が使用できる。支持体１２は磁気、光メモリ、光磁気、
ＩＣメモリを具備していてもよい。さらに、この記録媒
体１１は他の感熱記録層、可逆性感熱記録を有していて
もよい。

【００２２】これらのロイコ染料および顕色剤を用いた
記録媒体は図２に示すプロセスで発色・消色する。初期
の消色状態（Ａ）を加熱すると温度Ｔ₁以上でロイコ染
料と顕色剤が溶融混合して発色し（Ｂ）、この状態を急
冷すると発色状態のまま固定される（Ｃ）。発色状態
（Ｃ）を加熱していくと、発色温度Ｔ₁より低い温度Ｔ₂
で消色し（Ｄ）、冷却すれば初期と同様の消色状態とな
る。ここで溶融発色状態（Ｂ）からの冷却を徐冷とする
と、降温の過程で濃度が低下し、極端な場合にはほとん
ど消色した状態となる。

【００２３】このようにして得られる発色濃度は冷却の
速度に依存しており、ある程度徐冷となる条件では濃度
が低下した中間的な発色状態を作る。このような特性と
なるのは、発色がロイコ染料と顕色剤が相互作用した分
子集合状態が急冷によって固定されることを利用し、消
色がロイコ染料と顕色剤の相分離を利用しているためで
ある。この相分離の現象は前記の顕色剤の分子間凝集力
が関係しており、凝集力が強いことが顕色剤に必要な要
件となっている。そのため、とくに発色・消色特性に優
れた顕色剤は１４０〜２００℃程度の融点をもってい
る。したがって、ロイコ染料とこれらの顕色剤の組成物
を発色させるためには、従来の可逆性感熱記録媒体、た
とえば前記の透明・白濁変化をする記録媒体の１．５〜
２倍の印字エネルギーを必要とする。このように本発明
でとり上げる課題は、ロイコ染料と顕色剤を主成分とす
る発色・消色型の記録媒体に用いる印字・消去方法およ
び装置に特有のものである。

【００２４】発色・消色型の記録媒体に発色印字を形成
するためには、印字部分の記録層は少なくとも発色温度
Ｔ₁以上に達する必要がある。室温状態にある記録媒体
を加熱し、通常の印字パルスであるミリ秒程度の時間で
印字するためには、サーマルヘッドに高い電圧を加えて
急激に高温にすることになる。その結果、サーマルヘッ
ドの発熱素子に過大なストレスがかかり断線が起こる可
能性が高まる。このような条件下で使用していると、発
熱素子の弱い部分から断線し印字画像は部分的に線状に
抜けができ、品質が大きく低下する。

【００２５】サーマルヘッドに過大な負荷を与えないよ
うにするためには、発色温度と印字前の記録層の温度差
が少なければよいと考えられる。本発明が対象とする発
色・消色型記録媒体は発色温度より低温側に消色温度域
をもち、少なくとも消色温度域までの温度であれば、ま
ったく発色することはなく、地肌カブリは生じない。発
色特性がこのようにシャープであるので、あらかじめ発
色温度よりやや低い温度まで加熱しておくことは可能で
ある。しかし、このような印字前加熱（予備加熱）で印
字エネルギーを低減するには、サーマルヘッドで印字さ
れるときの媒体の温度が記録媒体のどの部分においても
同じであることが必要である。記録媒体の各部分温度差
があると、加熱の効果の程度が異なるため、印字濃度に
ばらつきを生じる。さらに、記録媒体を印加前に加熱し
た場合の必要印字エネルギーと、加熱温度と印字濃度の
関係をも詳細に検討した結果、印字前の記録媒体を４０
℃以上、記録媒体固有の消去下限温度以下の温度で一様
に加熱することにより、十分な発色濃度を組持したまた
印字エネルギー低減効果が図られることが判った。本発
明はこのような知見によってなされたものである。

【００２６】このように本発明の印字・消去方法は、印
字前の記録媒体表面（正確には、記録媒体の記録層）の
温度を記録媒体固有の消去下限温度から４０℃までの範
囲の温度に加熱するものである。この範囲以上に加熱す
ると記録層が発色してしまったり、また印字部分は発色
温度以上からの徐冷になるため、印字濃度は低下する。
とくに、印字面積が広い場合は中央部分がぬけてしま
う。また、この範囲以下では印字エネルギー低減の効果
はほとんどなくなる。この効果は、上記の範囲の中で温
度が高いほど大きくなるので、なるべく高めになるよう
に設定するのが好ましい。

【００２７】印字・消去装置において印字直前の記録媒
体の表面温度は、印字手段のサーマルヘッドに近接した
位置に表面温度検出手段を設ければ測定できる。この温
度によって予備加熱工程における加熱温度を設定するこ
とにより、上記の条件の印字前加熱（予備加熱）が可能
になる。しかし、搬送速度が非常に速いなど装置上の条
件や装置内のスペースの問題から、印字直前の温度の測
定が困難な場合もある。そのような場合には、次のよう
な方法で求められる温度を代用値として加熱温度を設定
すればよい。まず加熱手段における記録媒体表面への加
熱部材の接触時間と、接触からサーマルヘッド印字まで
の時間ｔ（秒）求める。装置の加熱手段だけを用意し、
加熱からｔ秒後の記録媒体表面温度を測定する。温度測
定には、後述する温度検知手段が使用できる。加熱部材
の温度と接触時間をさまざまに変化させ、記録媒体表面
温度との関係を把握する。この結果を用いて、表面温度
を記録媒体固有の消去下限温度以下の温度から４０℃以
上の温度範囲にするために必要な加熱部材温度と接触時
間の条件を求め、実際の印字・消去装置に適用する。

【００２８】また、本発明の印字・消去方法は、印字前
加熱工程における加熱からサーマルヘッドによる印字ま
での時間を、印字面のどの部分においても実質的に同一
にするものである。記録媒体は加熱されたあと徐々に温
度が低下していく。記録媒体のある部分の温度は、加熱
されてからの時間に対応して変化するので、加熱から印
字までの時間を同じにすれば、印字時の温度はほぼ一定
の温度にできる。記録媒体温度が一定にできれば、記録
媒体のどの部分の印字も均一で高い濃度が得られる。こ
こで時間を実質的に同じにするとは、記録媒体の印字面
の各部分の加熱から印字までの平均の時間をｔとする
と、全域がおおむね０．７ｔ〜１．３ｔの範囲に入るよ
うにすることができる。この範囲であれば、実用上十分
な濃度に均一に印字できる。０．７ｔ以下の部分ができ
ると、その部分の印字は他の部分より実質的に過剰な印
字エネルギーがかかるため印字濃度が高くなり過ぎる
が、あるいは、印字時の温度が高過ぎ印字部分が急冷と
ならず徐冷となるため、逆に印字濃度が低下することに
なる。１．３以上となった部分は、印字時の温度が低く
なり実質的に印字エネルギーが不足し、濃度が低くな
る。

【００２９】図３は本発明の印字・消去装置の第１の構
成を概略的に示す図である。図３において３１は消去手
段、３２は印字前加熱手段（予備加熱手段）、３３は印
字手段であり、３４は記録媒体を示している。記録媒体
３４は、印字・消去する表面を上側にして供給ローラー
対３５によって供給搬送される。供給ローラー対３５は
図示していない駆動手段（モーターなど）にょって回転
している。同様に回転し記録媒体を反応する搬送ローラ
ー対３６および３７が、それぞれ消去手段と印字前加熱
手段、印字前加熱手段と印字手段の間にある。また、３
８は同様に回転する排出ローラーである。記録媒体３４
は、消去手段・印字前加熱手段・印字手段の順に搬送さ
れる。印字のみを行う場合は消去手段は機能させず、印
字前加熱を行ったのち印字を行う。図４は本発明の印字
・消去装置の第２の構成を概略的に示す図である。図４
においては、消去手段３１と予熱加熱手段３２との間
に、冷却手段３９が設けられた例である。冷却手段３９
としては、冷却ファン、金属ブロックの他、ペルチェ素
子などが用いられる。

【００３０】図５は、本発明の印字・消去装置の第３の
構成を概略的に示す図である。この例は消去手段と印字
前加熱手段を兼用する装置である。ここで４１は消去手
段であり、かつ印字前加熱手段であり、４２は印字手段
である。また、４３は供給ローラー対、４４は搬送ロー
ラー対、４５は排出ローラー対である。図５の４２の印
字手段は、サーマルヘッド４６と印字プラテンローラー
４７によって構成される（図３、図４の３３も同様）。
このような装置により、消去工程と印字前加熱工程（予
備加熱工程）を同じに行うことは、装置の小型化低コス
ト化のため、さらに処理速度の高速化のために最も好ま
しい。図６は、本発明の印字・消去装置の第４の構成を
概略的に示す図である。この例は図５の消去手段兼予備
加熱手段４１′と印字手段４２との間に冷却手段（冷却
フィン付金属ブロック）７１を設けた例である。

【００３１】印字前加熱手段又は消去手段兼印字前加熱
手段（図３及び図４の３２、図５及び図６の４１）の構
成例を図７および図８に示す。図７の例は、いわゆる熱
スタンプ方式であり、面状の加熱部材５１と、それと対
向する押圧部材５２とからなり、加熱部材５１は発熱部
材５３と支持体５４からなり、記録媒体の印字部分をこ
の位置に停止させ加熱部材５１を押し当てて加熱する。
加熱後は搬送ローラーにより印字手段へ送られる。加熱
部材５１には発熱抵抗体を組み込んだアルミ、銅などの
金属ブロック、金属板などを用いる。表面には記録媒体
との接触をよくするため弾性部材が貼付られていてもよ
い。押圧部材も同様に弾性部材を有することが好まし
い。また、押圧部材も加熱部材と同様の発熱抵抗体を持
つものを用い記録媒体の両面から加熱することも効率を
よくする上で好ましい。圧力は加熱部材側、押圧部材側
のどちらから加えてもよい。なお、図３および図４の消
去手段は記録媒体印字面に汚れなどが付着している場合
も、図８の搬送加熱方式に比べ消去残りが発生しにくい
ので、消去手段と印字前加熱手段を別々に設ける場合に
は、消去手段としてこの方式を用いるのがよい。

【００３２】図８は図７の例とは異なり、記録媒体を搬
送しながら加熱する搬送加熱方式である。６１は加熱部
材であり、６２はそれと対向する位置に設けられた搬送
機能をもつプラテンローラーであり、加熱部材６１とプ
ラテンローラー６２は記録媒体３４を一定の圧力ではさ
んでいる。加熱部材６１は記録媒体が搬送されて、印字
する部分がプラテンローラー位置にあるときに記録媒体
に押圧接触する位置に固定されればよく、それ以外のと
きには上部の離れた位置にあってもよい。このように搬
送したまま接触加熱する機構は、記録媒体を停止させる
必要がなく、装置の機構が簡単になり処理時間も短縮で
きるので好ましい。

【００３３】このように搬送したまま接触加熱する機構
は、記録媒体を停止させる必要がなく、装置の機構が簡
単になり処理時間も短縮できるので好ましい。とくに、
加熱部材の発熱部分６３の記録媒体搬送方向の幅が１．
２〜５．０ｍｍであることが好ましい。発熱部分６３の
幅がこの範囲にあると、記録媒体との接触が均一にな
り、その結果として記録媒体の表面は均一な温度に加熱
される。加熱温度の均一性は印字濃度の均一性を得るた
めに重要であり、これによって品質の高い印字画像が得
られる。幅が５．０ｍｍより大きいと加熱部材との接触
にむらができやすくなり、印字濃度に場所によるばらつ
きができる。また１．２ｍｍより狭くなると、わずかな
異物の付着によっても均一な加熱ができなくなるし、加
熱の効果を十分得るためには搬送速度をおそくする必要
もでてくる。

【００３４】図７および図８の加熱手段は消去用として
も使用でき、図３及び図４の消去手段３１に同様の加熱
機構をもたせてもよい。ただし、消去手段としては図７
の熱スタンプ方式が均一で確実な消去のために好まし
い。記録媒体表面に汚れなどが付着している場合も、図
８の搬送加熱方式に比べ消去残りが発生しにくい。一
方、印字前加熱手段としては、搬送加熱方式が好まし
い。これは、印字手段におけるサーマルヘッド印字が記
録媒体を搬送しながら行われるものであるため、印字前
加熱が全面同時であると、その加熱から印字までの時間
が記録媒体の先端近くと後端近くで大きく異なることに
なり、印字時の記録媒体温度に差ができてしまうためで
ある。したがって、図３および図４の構成では、消去手
段が熱スタンプ方式で、印字前加熱方式を搬送加熱方式
とするのが好ましい。また、図５および図６に示す装置
のように消去手段と印字前加熱手段を兼用し、消去工程
と印字前加熱工程を同じに行うことが、装置の小型化、
低コスト化のためにもっとも好ましい。この装置の場合
は、とくに図８の搬送加熱方式であることが好ましい。
図５および図６の装置では消去加熱と印字前加熱を同時
に行うので、機構的にも処理速度の点でも有利である。

【００３５】このような搬送加熱方式の加熱手段を用い
れば、印字前加熱から印字までの時間を実質的に同じに
することは、印字前加熱手段における搬送速度を印字手
段における搬送速度の１〜１／２倍の範囲にすれば容易
に実現できる。印字前加熱手段の搬送速度がこれより遅
くなると、先端部と後端部では加熱から印字までの時間
が前記の実質的に同一の範囲からはずれ、印字濃度の差
が大きくなるため画像の均一性が失われる。なお、印字
前加熱手段の搬送速度がこれより速くなると加熱効果が
十分ではなくなり、やはり印字濃度が低下することにな
る。

【００３６】また、図５に示すような消去手段と印字前
加熱手段を兼用する装置の場合は、とくに図８の搬送加
熱方式であることが好ましい。図５および図６の装置で
は消去と印字前加熱を同時に行うので、機構的にも処理
速度の点でも有利である。

【００３７】加熱部材６１としては、セラミック基板上
に薄膜状の発熱抵抗体６３を帯状に設け、その上をガラ
ス保護層６４で被覆した、いわゆるセラミックヒーター
がとくに好ましい。セラミックヒーターは、消去温度ま
での昇温の立上りがよく、通電を停止したときの冷却も
早い。したがって、記録媒体が挿入され消去するときだ
け消去温度に加熱することができ、蓄熱も少ないため、
機内温度の上昇を押えることができる。

【００３８】図３、図４、図５および図６の印字・消去
装置において印字前加熱手段により加熱された記録媒体
は、搬送ローラーにより印字手段のサーマルヘッド部へ
送られる。印字前加熱手段および印字手段にはそれぞれ
搬送機能をもつプラテンローラーが備えられているの
で、この間には搬送ローラー（３４または４４）は省く
ことも可能である。

【００３９】予備加熱された記録媒体の温度は、これと
接触する部材があると熱が奪われ温度が低下するので、
接触するものがないほうが温度を保たれ、サーマルヘッ
ドにかける印字エネルギーの低減には好ましい。機構
上、搬送ローラーを必要とする場合は、そのローラーは
記録媒体の印字部分の表面または／および裏面の全体に
均一に接触するものであることが好ましい。このように
すれば記録媒体からの熱の逃げ方も部分による差が少な
くなり、記録媒体の温度の均一性が保たれ、印字濃度の
ばらつきは少なくなる。この搬送ローラーが記録媒体の
印字面の一部と接触するものであると、その部分だけ冷
却されるため印字濃度が低下し得られた画像は不均一に
なる。

【００４０】また、記録媒体の搬送路には、通常記録媒
体の進行方向を定めるガイド部材が設けられるが、この
ガイド部材との接触で記録媒体温度の不均一な冷却を防
止するため、ガイド部材は、印字部分以外の部分の表面
および／または裏面とのみ接触するように配置すること
がこのましい。これにより印字濃度の均一性がさらに向
上する。

【００４１】本発明の印字・消去装置は低エネルギーの
印字で効率よく均一で高濃度な画像を得ようとするもの
である。このような記録媒体はさまざまな環境下で使用
される。この記録媒体を磁気記録カード、ＩＣカードな
どの内容表示部に用いる場合などは屋外で使用されるこ
ともあり、温度が０〜４０℃の条件下でも使用可能であ
ることが要求される。とくに低温下の場合には、印字前
加熱工程がないとさらに高エネルギーの印字が行われる
こととなり、サーマルヘッド寿命が低下し、装置の信頼
性を下げる。

【００４２】さらにどのような条件下でも均一で高濃度
の印字を実現するためには、印字前加熱の条件を変化さ
せ、常に記録媒体を一定温度範囲に印字するようにすれ
ばよい。そのため、本発明の印字・消去装置では印字前
加熱手段が記録媒体の温度（望ましくは、記録媒体の表
面温度）を検知する手段を具備していることが好まし
い。これにより検知された記録媒体温度に応じて記録媒
体への加熱条件を制御すれば一定の条件で印字できるよ
うになる。検知された温度が標準の温度より高い場合に
は加熱部材の温度を低くするか、記録媒体の接触時間を
短くすればよく、逆に標準温度より低ければ加熱部材温
度を高くするか記録媒体の接触時間を長くすればよい。

【００４３】印字品質を高レベルで安定化するには、印
字・消去装置内の温度を検知する手段を設け、検知した
装置内温度に応じて加熱部材の温度を変化させるか、あ
るいは接触時間の長さを変えることにより制御するのが
好ましい。また、印字品質を高レベルで安定化するに
は、装置周囲温度を検知する手段を設け、周囲温度に応
じて同様に加熱部材温度あるいは接触時間を変化させて
制御すればよい。また、これら二つの温度検知手段を適
宜組み合わせて制御すれば、さらに高い効果が得られ
る。これらの温度検知には、サーミスターや熱電対など
公知の手段を用いることができる。これらの手段におけ
る加熱部材と記録媒体の接触時間の制御には、加熱搬送
方式であれば、記録媒体の搬送速度を変化させることに
よって実現できる。消去・予備加熱は全面に対して一様
に加熱するため、加熱温度が印字温度よりも低いものの
印字部分より多くの印加エネルギーを要する。このた
め、印字工程の搬送速度よりも消去工程、予備加熱工程
の搬送速度を遅くする必要があり、これは例えば供給ロ
ーラー３５の周速度を小さくし、搬送ローラー３７の周
速度を大きくすることでなされる。

【００４４】

【実施例】次に実施例をあげて本発明を具体的に説明す
る。

【００４５】実施例１本発明の印字・消去方法および装置を縦８５ｍｍ、横５
４ｍｍの大きさのカード型発色・消色型記録媒体に適用
した例について説明する。図５に示す（印字前加熱手
段）消去手段と予備加熱手段を兼用した構成の装置を用
い、加熱手段には図８の搬送加熱方式を用いた。まず、
始めに記録媒体に対し、印字前加熱手段を使用せず印字
工程のみを行った。その結果、十分な印字濃度である
１．２を得るには、サーマルヘッドに印字エネルギー
０．６７ｍＪ／ｄｏｔをかける必要があった。次に、予
備加熱手段を用い、加熱部材の温度を１３０℃、搬送速
度を２０ｍｍ／ｓｅｃとして加熱し印字した。その結
果、記録媒体に印字濃度１．２の印字を得るのに必要な
印字エネルギーは０．５７ｍＪ／ｄｏｔまで低下した。
この条件で印字濃度１．２の印字が形成された記録媒体
を、再度、同じ条件で予備加熱工程・印字工程を行っ
た。印字のパターンを初めと異なるパターンとすると、
初めの印字は完全に消去され、新たなパターンが同じ
１．２の発色濃度で印字できた。ここで用いた記録媒体
のその記録媒体固有の消去下限温度は９０℃であった。
実際の装置で搬送速度２０ｍｍ／ｓｅｃのときの加熱か
ら印字までの時間は２．４秒であった。このときの記録
媒体表面温度を、この装置と同様の加熱手段を用意して
測定した。上記加熱条件では８２℃であることがわかっ
た。次に加熱部材温度を変化させて、記録媒体表面温度
が１００℃および３５℃となるように設定して、印字濃
度１．２を得るのに必要な印字エネルギーを求めた。そ
の結果、１０５℃では印字部中央の濃度が低くなり、ど
のような印字エネルギーでも濃度１．２は得られなかっ
た。また、３５℃では濃度１．２を得るためには印字エ
ネルギー０．６５ｍＪ／ｄｏｔが必要であり、予備加熱
手段を用いない場合と大きく変わらず、効果が不十分で
あることがわかった。

【００４６】実施例２本発明の印字・消去方法および装置を、実施例１と同
様、縦８５ｍｍ、横５４ｍｍの大きさのカード状発色・
消色型記録媒体に適用した例について説明する。装置は
図５に示すように、消去手段と予備加熱手段を兼用し、
消去工程と予備加熱工程を同時に行う構成とした。加熱
手段には図８の搬送加熱方式を用いた。まず、印字手段
における、印字エネルギーを０．５７ｍＪ／ｄｏｔ、搬
送速度を４０ｍｍ／ｓｅｃとし、予備加熱手段の加熱部
材の温度を１３０℃、搬送速度を１０、２０、３０およ
び４０ｍｍ／ｓｅｃの４段階として加熱印字した。この
とき加熱から印字までの時間はそれぞれ表１に示すよう
になる。印字された記録媒体の先端部・中央部・後端部
の印字濃度は表１に示す結果となり、予備加熱手段の搬
送速度が印字手段の速度と同じ４０ｍｍ／ｓｅｃでは部
分による濃度差はなく均一が濃度の印字が得られ、加熱
手段が３０ｍｍ／ｓｅｃでもほぼ均一な濃度であった。
２０ｍｍ／ｓｅｃのときは先端と後端の差がこれらによ
り数値では大きいが実用上十分な濃度であり、濃度差は
ほとんど感じられなかった。しかし、１０ｍｍ／ｓｅｃ
になると先端部の濃度は、他の部分との濃度差が容易に
認知できる程度まで低下し、印字濃度の均一性に問題が
あった。上記の記録媒体を予備加熱手段を用いずに印字
すると、印字濃度１．２を得るためには０．６７ｍＪ／
ｄｏｔ以上の印字エネルギーが必要であった。これに対
し本発明によれば、上記のようにより低い印字エネルギ
ーで均一かつ高濃度な印字が可能であることがわかる。
この装置で印字濃度１．２５の印字が形成された記録媒
体を、再度、同じ条件で予備加熱工程・印字工程を行っ
た。印字のパターンを初めとことなるパターンとする
と、初めの印字は完全に消去され、新たなパターンが同
じ１．２５の印字濃度で書き替え印字できた。

【００４７】

【表１】

【００４８】

【発明の効果】本発明の印字・消去方法および装置によ
れば、発色・消色型記録媒体の印字において、高い発色
濃度の印字画像がより低い印字エネルギーで安定して得
られ、より高速での印字が可能となり且つそれによって
サーマルヘッドの寿命が長くなり信頼性の高い印字・消
去方法及び装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で用いられる発色・消色型記録媒体の
構成を概略的に示した図である。

【図２】本発明で用いられる発色・消色型記録媒体の
発色・消色プロセスを概略的に示した図である。

【図３】本発明の実施例に係る印字・消去装置の第１
の構成を概略的に示す図である。

【図４】本発明の実施例に係る印字・消去装置の第２
の構成を概略的に示す図である。

【図５】本発明の実施例に係る印字・消去装置の第３
の構成を概略的に示す図である。

【図６】本発明の実施例に係る印字・消去装置の第４
の構成を概略的に示す図である。

【図７】本発明の実施例に係る印字前加熱手段のひと
つの構成を概略的に示す図である。

【図８】本発明の実施例に係る印字前加熱手段の他の
ひとつの構成を概略的に示す図である。

【符号の説明】

11 発色・消色型記録媒体 12 基材 13 記録層 14 保護層 31 消去手段 32、41 消去前加熱手段 33、42 印字手段 34 記録媒体 35、43 供給ローラ対 36、37、44 搬送ローラ対 38、45 排出ローラ対 39 冷却手段 41′消去手段兼予備加熱手段 46 サーマルヘッド 47 印字プテランローラ 51、61 加熱部材 52 押圧部材 53 発熱部材 54 支持体 62 プラテンローラ 63 発熱部分（発熱抵抗体） 64 ガラス保護層 71 冷却手段 72 押圧部材 73 冷却フィン 81、82 温度検知器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者久田見篤東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者筒井恭治東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者鳥居昌史東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者島田勝東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者松井宏明東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともロイコ染料と顕色剤を含む記
録層を有し、加熱温度および／または加熱後の冷却速度
の違いによって可逆的に発色および消色する可逆性感熱
記録媒体に対し、印字された記録媒体の書き替えを消去
工程、印字工程の順に行う印字・消去方法において、消
去後の記録媒体を、印字直前の記録媒体の記録層温度が
その記録媒体固有の消去下限温度以下４０℃以上の温度
になるように一様に予備加熱し、続いて印字加熱を行う
ことを特徴とする印字・消去方法。
【請求項２】記録媒体への予備加熱から印字加熱まで
の時間が、記録媒体の印字面のどの部分についても実質
的に同一であることを特徴とする請求項１記載の印字・
消去方法。
【請求項３】予備加熱工程が記録媒体を搬送しながら
加熱部材に接触させて加熱することを特徴とする請求項
１又は２記載の印字・消去方法。
【請求項４】予備加熱工程の固定された加熱部材に接
触して搬送される記録媒体の搬送速度と、印字加熱のサ
ーマルヘッドに対する記録媒体の搬送速度とを別々に制
御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載
の印字・消去方法。
【請求項５】請求項１、２又は３記載の印字・消去方
法において、消去工程での加熱が予備加熱工程を兼ねて
いることを特徴とする印字・消去方法。
【請求項６】消去工程と予備加熱工程との間に、消去
工程で加熱された記録媒体を冷却するための冷却工程を
設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載
の印字・消去方法。
【請求項７】予備加熱工程に搬送される記録媒体の温
度を検知し、その記録媒体温度に応じて予備加熱工程に
おける加熱部材の温度を制御して記録媒体を加熱するこ
とを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の印字・
消去方法。
【請求項８】予備加熱工程に搬送される記録媒体の温
度を検知し、その記録媒体温度に応じて予備加熱工程に
おける加熱部材と記録媒体との接触時間を制御して記録
媒体を加熱することを特徴とする請求項１〜６のいずれ
かに記載の印字・消去方法。
【請求項９】印字・消去装置内の温度を検知し、その
温度に応じて予備加熱工程における加熱部材の温度を制
御して記録媒体を加熱することを特徴とする請求項１〜
６のいずれかに記載の印字・消去方法。
【請求項１０】印字・消去装置内の温度を検知し、そ
の温度に応じて予備加熱工程における加熱部材と記録媒
体との接触時間を制御して記録媒体を加熱することを特
徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の印字・消去方
法。
【請求項１１】印字・消去装置の周囲温度を検知し、
その温度に応じて予備加熱工程における加熱部材の温度
を制御して記録媒体を加熱することを特徴とする請求項
１〜６のいずれかに記載の印字・消去方法。
【請求項１２】印字・消去装置の周囲の温度を検知
し、その温度に応じて予備加熱工程における加熱部材と
記録媒体との接触時間を制御して記録媒体を加熱するこ
とを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の印字・
消去方法。
【請求項１３】予備加熱工程が記録媒体を搬送させな
がら加熱部材に接触させるもので、記録媒体の搬送速度
を変化させることにより加熱時間を制御して記録媒体を
加熱することを特徴とする請求項８、１０又は１２記載
の印字・消去方法。
【請求項１４】少なくともロイコ染料と顕色剤を含む
記録層を有し、加熱温度及び／又は加熱後の冷却速度の
違いによって可逆的に発色及び消色する記録媒体に用い
る印字・消去装置において、記録層を消去温度に加熱し
て消去する消去手段と、記録媒体の記録層温度がその記
録媒体固有の消去下限温度以下４０℃以上になるように
記録媒体を一様に加熱する予備加熱手段と、それに続き
サーマルヘッドで印字する印字手段とを有することを特
徴とする印字・消去装置。
【請求項１５】消去手段が予備加熱手段を兼ねること
を特徴とする請求項１４記載の印字・消去装置。
【請求項１６】予備加熱手段が記録媒体を搬送させな
がら加熱部材に接触させて加熱することを特徴とする請
求項１４又は１５記載の印字・消去装置。
【請求項１７】消去手段と予備加熱手段との間に、消
去手段で加熱された記録媒体を冷却するための冷却手段
を有することを特徴とする請求項１４、１５又は１６記
載の可逆性感熱記録装置。
【請求項１８】予備加熱手段が記録媒体を加熱する加
熱部材、及びその加熱部材に記録媒体を接触させながら
印字手段での搬送速度の１〜１／２倍の速度での搬送す
る搬送機構を具備していることを特徴とする請求項１４
〜１８のいずれかに記載の印字・消去装置。
【請求項１９】予備加熱手段と印字手段との間に、記
録媒体の印字部分の表面および／または裏面の全体に均
一に接触する搬送部材を具備することを特徴とする請求
項１４〜１８のいずれかに記載の印字・消去装置。
【請求項２０】予備加熱手段を構成する加熱部材と印
字手段を構成するサーマルヘッドとの間に、記録媒体の
印字部分以外の表面および／または裏面のみに接触する
ガイド部材を具備することを特徴とする請求項１４〜１
９のいずれかに記載の印字・消去装置。
【請求項２１】予備加熱手段を構成する加熱部材が、
セラミック基板上に帯状の発熱抵抗体を有し、その上を
ガラス保護層で被覆したものであることを特徴とする請
求項１４〜２０のいずれかに記載の印字・消去装置。