JPH11268419A

JPH11268419A - 印字・消去方法および装置

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Publication number: JPH11268419A
Application number: JP36031798A
Authority: JP
Inventors: Tadafumi Tatewaki; 忠文立脇; Hiromi Furuya; 浩美古屋; Fumio Kawamura; 史生河村; 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: 1998-12-18
Publication date: 1999-10-05
Anticipated expiration: 2018-12-18
Also published as: GB2333608A; GB2333608B; FR2773107B1; US6154243A; FR2773107A1; GB9828574D0; JP3674824B2

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、印字後の記
録媒体を冷却する冷却工程を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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。

【０００３】たとえば、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）。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。

【０００４】なお、上記の透明と白濁の二状態を可逆的
に形成する記録方式に基づく記録装置が特開平８−９０
９３４号に開示されている。この記録装置は記録後に可
逆性感熱記録媒体を冷却するための冷却装置を有してい
るが、この冷却装置は白濁速度が遅い（媒体が冷え初め
て白濁が現れる）ため、白濁するのに時間がかかるのを
改善するために設けられているのに過ぎない。白濁によ
る可逆性感熱記録方式においては冷却によって記録画像
濃度が高くなることはない。

【０００５】これらの課題に対し、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）。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によって制御
されるものであり、とくに、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必要があ
る。徐冷になると十分な発色濃度が得られない。また、
消色は発色温度よりやや低い温度への加熱で起こる。

【０００６】従来の透明・白濁型の記録媒体は、既述の
とおり、基本的に加熱温度のちがいによって透明になる
か白濁になるかが決まり、加熱後の冷却速度は関係して
いなかった。したがって、印字はサーマルヘッドで一時
的に高温に加熱すればよく、消去（透明化）は印字より
やや低い温度域にホットスタンプなどで加熱すればよか
った。しかし従来、前記の発色・消色型の記録媒体は加
熱後急冷しなければ印字できないとされていた。通常記
録媒体を繰り返し使用する場合には、消去して直ちに印
字するというプロセスをとるが、消去時の加熱で記録媒
体が熱くなっていると、印字された部分が急冷にならず
徐冷となるため、十分な発泡濃度は得られない。

【０００７】発色・消色型の記録媒体の書き替えには上
記の問題があるため、たとえば消去から印字までの間に
記録媒体を何らかの方法で冷却する必要があった。消去
工程と印字工程の間には時間を置くか又は長い距離を離
すことは、処理時間が長くなるか、装置が大型化するた
めに好ましくない。また、消去後記録媒体を金属板など
に接触させて冷却する方法もあるが、装置の使用頻度が
高くなると、冷却手段に熱が蓄積し温度が上がってしま
い冷却効果がなくなる。

【０００８】もっとも、熱スタンプによる消去工程と印
字工程とに間に、冷却手段を設ける方法が知られている
が、この場合、全面加熱をするために高い熱エネルギー
が供給されている消去手段の直近に冷却手段があると、
装置の稼働率が高い場合は冷却手段の温度が上がってし
まい冷却効果が減じる。他の冷却手段でも冷却効果が減
じることは同様である。また、消去工程と印字工程との
間に冷却手段を設ける方法では、記録媒体を一旦冷却し
てから印字するため印字に要するエネルギーが高くな
る。

【０００９】

【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印字部分の記録層
が急冷されなければ十分な発色濃度が得られないという
特性があったため、消去工程と印字工程との間に冷却手
段が必要となるが、消去工程での熱で冷却手段の温度及
び冷却効果が減じ、もって発色濃度が低下するという問
題があった。更に、一旦冷却した後印字するために高い
印字エネルギーを要するという問題があった。本発明の
目的は、このような可逆性感熱記録方法及び装置の問題
を解決し、冷却手段の温度上昇及び冷却効果の減少がな
く、且つ、高い印字エネルギーを必要としない可逆性感
熱記録方法及び装置を提供することである。

【００１０】

【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
を用いる可逆性感熱記録方法における印字・消去方法に
おいて、媒体の印字画像が消去される温度にその媒体を
加熱する消去工程、発色する温度以上にその媒体を加熱
する印字工程を、この順序に順次実行するか、又は同時
に実行した後、該記録媒体を冷却する冷却工程により印
字、消去することを特徴とする印字・消去方法が提供さ
れる。

【００１１】第二に、上記第一の印字・消去方法におい
て、消去工程と印字工程との間に、予備加熱工程を設け
ることを特徴とする印字・消去方法が提供される。

【００１２】第三に、上記第二の印字・消去方法におい
て、消去工程が予備加熱工程を兼ねることを特徴とする
印字・消去方法が提供される。

【００１３】第四に、上記第一、第二又は第三の印字・
消去方法において、消去工程が記録媒体の表面側から加
熱部材により、幅１．２〜５．０ｍｍの帯状の範囲の記
録層を消去温度に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】第五に、上記第一〜第四いずれかの印字・
消去方法において、消去工程が固定された加熱部材に記
録媒体の表面を接触させながら、記録媒体を搬送し加熱
することを特徴とする印字・消去方法が提供される。

【００１５】第六に、上記第一〜第五のいずれかの印字
・消去方法において、冷却工程が静止した記録媒体の少
なくとも表面に対し冷却部材を接触させて冷却すること
を特徴とする印字・消去方法が提供される。

【００１６】第七に、上記第一〜第五のいずれかの印字
・消去方法において、冷却工程が記録媒体を搬送させな
がら、記録媒体の少なくとも表面に対し冷却部材に接触
させて冷却することを特徴とする印字・消去方法が提供
される。

【００１７】第八に、上記第一〜第七のいずれかの印字
・消去方法において、冷却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記録媒体の冷
却部材への接触時間を制御して、記録媒体の冷却を行う
ことを特徴とする印字・消去方法が提供される。

【００１８】第九に、上記第一〜第七のいずれかの印字
・消去方法において、冷却部材の温度を検知し、冷却部
材温度に応じて冷却工程における記録媒体と冷却部材と
の接触時間を制御して、記録媒体の冷却を行うことを特
徴とする印字・消去方法が提供される。

【００１９】第十に、上記第六〜第九のいずれかの印字
・消去方法において、冷却工程に搬送される記録媒体の
温度および／または冷却部材の温度を検知し、その温度
に応じて冷却工程における記録媒体と冷却部材との接触
時間を制御することを特徴とする印字・消去方法が提供
される。

【００２０】第十一に、上記第六〜第九のいずれかの印
字・消去方法において、冷却工程に搬送される記録媒体
の温度および／または冷却部材温度を検知し、その温度
に応じて冷却工程における記録媒体の搬送速度を制御す
ることを特徴とする印字・消去方法が提供される。

【００２１】第十二に、上記第六〜第九のいずれかの印
字・消去方法において、冷却工程に搬送される記録媒体
の温度および／または冷却部材温度を検知し、その温度
に応じて冷却工程における記録媒体と冷却部材との接触
時間を制御するものであり、この制御を冷却工程におけ
る記録媒体と冷却部材の接触回数を変化させて行うこと
を特徴とする印字・消去方法が提供される。

【００２２】第十三に、上記第一〜第十二のいずれかの
印字・消去方法において、発色する温度以上に媒体を加
熱する印字工程がサーマルヘッドを用いて行うことを特
徴とする印字・消去方法が提供される。

【００２３】第十四に、上記第十三の印字・消去方法に
おいて、サーマルヘッドを用い印字画素（ドット）毎に
消去又は印字の実行を仕分け、消去・印字両工程を同時
に行うことを特徴とする印字・消去方法が提供される。

【００２４】第十五に、上記第十四の印字・消去方法に
おいて、サーマルヘッドを用いドットによる消去と印字
の使い分けをサーマルヘッドの個々の発熱素子に印加す
る電圧、電流、通電時間のいずれかを代えることにより
印字エネルギーを制御することにより行うことを特徴と
する印字・消去方法が提供される。

【００２５】また、本発明によれば、第十六に、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用いる可逆
性感熱記録方法における印字・消去装置において、媒体
の印字画像が消去される温度にその媒体を加熱する消去
手段、発色するする温度以上にその媒体を加熱する印字
手段を、この順で別個に設けるか又は一個で兼用して設
け、その後に、該記録媒体を冷却する冷却手段を設け、
該記録媒体をこれら消去手段、印字手段、又は消去・印
字兼用手段、冷却手段の順に搬送する搬送手段を具備す
ることを特徴とする印字・消去装置が提供される。

【００２６】第十七に、上記第十六の印字・消去装置に
おいて、消去手段と印字手段との間に、記録媒体を予備
加熱するための予備加熱手段を設けることを特徴とする
印字・消去装置が提供される。

【００２７】第十八に、上記第十七の印字・消去装置に
おいて、消去手段が予備加熱手段を兼ねることを特徴と
する印字・消去装置が提供される。

【００２８】第十九に、上記第十六〜第十八のいずれか
の印字・消去装置において、消去手段が記録媒体の表面
に接触して加熱する加熱部材と、記録媒体を加熱部材に
接触させて搬送する搬送機構を具備しており、加熱部材
の発熱体の幅が記録媒体搬送方向に１．２〜５．０ｍｍ
であることを特徴とする印字・消去装置が提供される。

【００２９】第二十に、上記第十六〜第十九のいずれか
の印字・消去装置において、消去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。

【００３０】第二十一に、上記第十六〜第二十のいずれ
かの印字・消去装置において、冷却手段における冷却部
材が金属板、金属ブロックまたは金属ローラーであるこ
とを特徴とする印字・消去装置が提供される。

【００３１】第二十二に、上記第十六〜第二十一のいず
れかの印字・消去装置であり、冷却手段における冷却部
材が放熱構造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。

【００３２】第二十三に、上記第十六〜第二十二のいず
れかの印字・消去装置であり、消去手段、印字手段、予
備加熱手段、冷却手段、搬送手段の他に、送風冷却機構
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。

【００３３】第二十四に、上記第十六〜第二十三のいず
れかの印字・消去装置であり、発色する温度以上に媒体
を加熱する印字手段がサーマルヘッドからなることを特
徴とする印字・消去装置が提供される。

【００３４】本発明でいう「予備加熱」とは記録層を発
色温度以下に一様に加熱することであり、より好ましく
は、記録層をその記録媒体固有の消去温度以下４０℃以
上の温度となるように一様に加熱することである。な
お、明細書中でこの予備加熱を印字前加熱ということが
ある。

【００３５】上記のとおり、本発明は、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及び消色する
可逆性感熱記録媒体を用いる可逆性感熱記録方法におけ
る印字・消去方法（装置）において、媒体の印字画像が
消去される温度にその媒体を加熱する消去工程、発色す
る温度以上にその媒体を加熱する印字工程を、この順序
に順次実行してもよいし、又は同時に実行しても良く、
その後、該記録媒体を冷却する冷却工程により印字、消
去されるというものである。

【００３６】本発明の方法、装置によれば、ロイコ染料
と顕色剤を含む可逆性発色記録層をもつ記録媒体の書き
替え処理において、消去工程、印字工程後に冷却工程を
行うため、冷却工程が消去工程の影響を受けにくくな
り、安定な冷却効果が得られる。本発明における冷却工
程は、特開平８−９０９３４号にみられる冷却工程と異
なり、発色した像を固定するためのものであり、この工
程がないと発色像が消失してしまうか、又は像濃度が低
いものとなるため、本発明の発色型の可逆性感熱記録方
法においては必須のものである。また、本発明の方法、
装置によれば、記録媒体を容易に一定レベルの温度まで
冷却できる。さらに、本発明のおける消去工程によれ
ば、記録層を含む比較的せまい部分を加熱することによ
り記録媒体を無駄に加熱することがないために、冷却工
程で容易に冷却できる。

【００３７】このように、消去、印字後十分な冷却が可
能になるため、印字部分が常に急冷されるようになり、
高い発色濃度の印字が安定して得られ、しかも書き替え
処理が小型の装置で迅速できるようになる。さらに、本
発明の方法、装置によれば、加熱工程と印字工程が連続
しているため印字エネルギーが低くでき、サーマルヘッ
ドの寿命がのび、装置の信頼性が高められる。

【００３８】

【発明の実施の形態】図１に示すように、本実施例の記
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、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下引き層、記
録層と保護層の間に中間層、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に透明保護
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。

【００３９】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。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、分子間の凝収力を制御する構造、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０５−１２４３６０号などに記載されている
公知の顕色剤が使用できる。

【００４０】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。このように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。徐冷条件では降温過程で、相分離が起こる
ため発色濃度が低下する。ここでＴ１、Ｔ２及び発色状
態を固定する冷却速度は、ロイコ染料と顕色剤の組合せ
に大きく依存する。

【００４１】従来用いられている低分子化合物結晶粒子
を分散した高分子膜の透明・白濁変化を利用した記録媒
体は、この点で本発明が対照とする発色・消色型の記録
媒体とは異なり、加熱温度のみに依存し冷却温度には依
存しない。したがって、印字が加熱・急冷でなければな
らないという課題は、この発色・消色型記録媒体に特有
のものであり、本発明はこの課題を解決する印字・消去
装置である。

【００４２】感熱記録媒体は、通常サーマルヘッドを用
いて印字されるが、この方法では記録媒体が室温程度で
あれば、加熱時間がミリ秒程度の短時間であり加熱範囲
もせまいため、熱は直ちに拡散し、実質的に急冷の条件
が実現できる。したがって、印字のみを行う場合には、
溶融発色に必要なエネルギーさえ与えられれば、濃度の
高い印字が可能である。

【００４３】しかし、可逆性感熱記録媒体は、すでに印
字してある発色画像を消去して、新たに別の印字を行い
書き替えるのが通常の使用方法であり、消去工程と印字
工程は連続的に行われる。消去工程では記録媒体は消去
温度に加熱される。上記の可逆性記録媒体の印字された
発色部を完全に消去するには０．１〜１秒程度の加熱時
間が必要である。このような加熱を行うために、従来、
たとえば図３に示すような消去手段５１がとられてき
た。これは、発熱抵抗体によって消去温度に制御された
加熱部材５４、たとえば金属板や金属ブロックを記録媒
体３４の消去する部分全体に、弾性部材５３を有する押
圧部材５２により押し当てる方法（ホットスタンプ方
式）である。

【００４４】ホットスタンプ消去は記録媒体の印字面を
一括して消去するので、基材を含めた記録媒体が広範囲
に加熱されることになる。そのため加熱部材が離れた後
も記録媒体の温度はすぐには下がらない。このように温
度が高いままサーマルヘッドで印字しても印字部分の熱
が拡散しにくくなり徐冷となってしまい、結果的に印字
部の発色濃度は低くなり、十分な画像品質は得られな
い。

【００４５】本発明の顕色剤を用いた可逆性感熱記録媒
体を用いて品質の良好な発色画像を形成させるために
は、いったん発色温度以上に加熱した後冷却されるよう
にすればよい。具体的には、例えばサーマルヘッドやレ
ーザー光で短時間加熱すると記録層が局部的に加熱され
るため、直ちに熱が拡散し、急激な冷却が起こり、発色
状態が固定できる。一方、消色させるためには、適当な
熱源を用いて１）媒体を発色温度以上に加熱し、かつ徐
冷すればよい。この場合、加熱手段の全幅に対して加熱
すれば自然と徐冷となる。（サーマルヘッドの選択加熱
ではバックグラウンドが低温な分早く冷却される。）又
は、２）消色下限温度以上、発色温度以下に加熱しても
良い。１）の場合の加熱方法には、加熱バー、熱ローラ
ー、熱スタンプ、熱風などを用いてもよいし、サーマル
ヘッドを用いて全幅で加熱しても良い。２）の場合、例
えばサーマルヘッドへの印加電圧やパルス幅を調節する
ことによって、印加エネルギーを記録時よりやや低下さ
せればよい。

【００４６】記録層を消色温度域に加熱するためには、
例えばサーマルヘッドへの印加電圧やパルス幅を調節す
ることによって、印加エネルギーを記録時よりやや低下
させればよい。この方法を用いれば、サーマルヘッドだ
けで記録・消去ができ、いわゆるオーバーライトが可能
になる。すなわち、サーマルヘッドを用いドット（発熱
素子）ごとに記録ドットと消去ドットを判別し、記録ド
ットには発色に必要なエネルギーを印加し、消去ドット
には発色のエネルギーより低いエネルギーを印加し、こ
れを同時に印加しながらヘッドをスキャンさせて行き印
字と消去を同時に実現しながら全面を記録走査するもの
である。

【００４７】印加エネルギーの制御はサーマルヘッドの
個々の発熱素子に印加する電圧、電流、通電時間の少な
くとも１つを変えることにより行う。もちろん、加熱バ
ー、熱ローラー、熱スタンプによって消色温度域に加熱
して消去することもできる。

【００４８】消去後、記録媒体の温度が自然に低下し印
字可能になるまで時間をおくのは、処理時間が長くなり
実用的ではないので、冷却手段を設けるのが一般的であ
り、たとえば図４に示すような消去装置が用いられる。
図４において４１は消去手段、７１は冷却手段、４２は
印字手段であり、印字されている記録媒体が搬送され消
去、印字、冷却の各工程を通過し、書き替えられた記録
媒体が排出される。図中、９１は印字前加熱手段（予備
加熱手段）である。印字前加熱手段９１は消去後の記録
層を発色しない程度の温度に加熱し、次に行われる印字
工程での印字エネルギーを少なくさせることができる。
また、この印字前加熱手段９１には上記第十七の加熱部
材を用いることもできる。

【００４９】通常簡便な冷却手段としては、冷却ファ
ン、ペルチェ素子の他、熱伝導性のよい金属板や金属ブ
ロックなどの冷却部材に接触させる方法がとられるが、
ホットスタンプのように金属媒体全体が広範囲に加熱さ
れている場合には、接触時間を長くとらなければなら
ず、また、処理頻度が高くなると冷却部材自体の温度が
高くなってしまい、印字濃度の低下を起こすことにな
る。また、消去手段と冷却手段が接近して設けられるこ
ととなり、これも冷却部材の温度上昇の原因となり印字
濃度を低下させる。以上のように、消去工程・冷却工程
・印字工程の順に書き替えを行う装置では、印字の安定
性に問題がある。

【００５０】これに対し、本発明の印字・消去装置は、
発色・消色型記録媒体の特性を十分検討した結果消去工
程で加熱され冷却される前に印字しても、その後すぐに
冷却すれば高い濃度の印字が可能であるという知見に基
づいてなされたものである。したがって、本発明の印字
・消去方法の第１の特徴は記録の書き替えを消去工程・
印字工程・冷却工程の順に行うことにある。従来の方法
が記録媒体を冷却してから印字し、印字部の熱を拡散し
やすくすることによって印字部を急冷させるものであっ
たのに対し、本発明は消去工程後の加熱状態にある記録
媒体に印字してしまい、印字直後に全体を冷却し印字部
を急冷させる方法をとっている。

【００５１】このような方法によれば、従来の方法と同
等の印字濃度が得られ、しかも発熱部分である消去手段
と冷却手段を離して設置できるので、冷却手段の効率を
維持しやすくなり、装置の小型化も可能になる。また、
印字エネルギーが低減できるという大きな利点がある。
本発明では加熱された記録媒体に印字することになるの
で、サーマルヘッドにかける印字エネルギーを低くする
ことが可能となり、これによってサーマルヘッドの寿命
を大幅に延ばすことができ、装置の信頼性を高めること
ができる。発色・消色型の記録媒体は、従来の可逆記録
媒体より低感度のものが多いが、本発明の方法では見か
け上の感度を高められる。

【００５２】本発明に使用する可逆性感熱記録媒体の最
終形態としては、紙、フィルム等を支持体とし、この上
に可逆性感熱記録層を設け、該支持体に粘着剤を塗設さ
せ、別の支持体に粘着して使用しても良い。また、カー
ド状の支持体に可逆性感熱記録層を設け、カードとして
使用しても良い。本発明の媒体は他に光磁気記録媒体、
光記録媒体、ＩＣ、磁気記録媒体を担持していても良
い。

【００５３】

【実施例】次に、本発明の印字・消去方法および装置を
具体化した実施例を用い、図面を参照しながら説明す
る。

【００５４】実施例１図５は本実施例の印字・消去装置の概略的構成を示す図
である。図５において、４１は消去手段、４２は印字手
段、７１′は冷却手段である。３４は、すでに印字され
ており書き替えられるべき感熱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４３によって供給搬送される。供給ローラー
対４３は図示していない駆動手段（モーターなど）によ
って回転している。同様にして回転し記録媒体を搬送す
る搬送ローラー対４８および４９が、それぞれ消去手段
４１と印字手段４２、印字手段４２と冷却手段７１′の
間にある。また、４５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、印字手段・冷却手段
の順に搬送され、書き替えが行われる。

【００５５】消去手段は加熱機構をもつ。本発明におい
ても消去手段は図３に示したような加熱部材と押圧部材
を有するホットスタンプ方式のものが使用できる。この
ように平面状の加熱部材５４および押圧部材５２の場合
には、記録媒体を消去装置でいったん停止させ、加熱部
材を接触させて消去した後、次の印字工程へ搬送する。
消去手段は、図５に示すような記録媒体３４を搬送しな
がら加熱部材を押し当てる方式がさらに好ましい。６０
は加熱部材５９と対向する位置に設けられた搬送機能を
もつ消去用プラテンローラーであり、加熱部材５９は記
録媒体をはさみ一定の圧力でプラテンローラー６０に押
しつけている。加熱部材５９は記録媒体表面に接触する
位置に固定されていればよく、それ以外のときには上部
の離れた位置にあってもよい。

【００５６】このような消去手段によれば、記録媒体は
移動しながら加熱部材５９と接触して印字面を消去する
ので、印字面全体を一度に加熱する必要がなく、比較的
せまい部分を加熱できるようになる。せまい部分を短時
間加熱するようにすれば記録媒体の基材の温度はあまり
上昇せず、記録層のみを効率よく消去温度にすることが
できる。したがって、消去後の加熱部分の熱の拡散は起
こりやすくなり、印字工程後の冷却工程で容易に印字部
分を急冷することができる。

【００５７】したがって、冷却工程の効率を高め安定な
冷却効果を得るには、加熱部材を記録層のある表面側か
ら、十分な消去が得られる範囲なるべく短時間加熱する
こと、加熱部材の記録媒体搬送方向の幅をせまくし、記
録媒体との接触部分を帯状のせまい範囲とするのが望ま
しい。ただし、あまりせますぎると一定の消去時間を確
保するために搬送速度を遅くしなければならなくなるの
で、これらを考慮すると接触部分の記録媒体搬送方向の
幅は、１．２〜５．０ｍｍの範囲であることがとくに好
ましい。このように接触部分の幅をせまくすると、記録
媒体と加熱部材５９との接触の均一性が得られやすくな
り、記録層が消去温度に均一に加熱されるため、一様に
消去できるという効果も同時に得られる。なお、記録媒
体との接触部分の幅は、加熱部材の幅とは必ずしも一致
せず、プラテンローラーの弾性の程度と押圧力によって
変化するが、加熱部材の幅１．２〜５．０ｍｍの範囲に
あればよい。

【００５８】加熱部材５９としては、セラミック基板上
に薄膜状の発熱抵抗体を帯状に設け、その上をガラス保
護層で被覆した、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
の立ち上がりがよく、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、畜熱も少ないため、機
内温度の上昇を押えることができる。これは、次の冷却
工程の効率と安定性とよい影響を与える。また、表面の
平滑性が高く均一な加熱が可能である。

【００５９】印字手段４２は、サーマルヘッド４６とプ
ラテンローラー４７によって構成され、消去工程から搬
送された記録媒体に新たな印字を行う。書き替えられた
記録媒体は、排出ローラー４５によって排出される。

【００６０】７１′は印字後の記録媒体の冷却手段であ
る。この中には記録媒体に接触し冷却する冷却部材があ
る。冷却部では、印字部から搬送ローラー４９によって
搬送されてきた記録媒体に冷却部材を接触させて、十分
な発色濃度の印字が得られるように急冷する。冷却部材
はアルミニウム、銅などの熱伝導性のよい金属の板、ブ
ロック、ローラーなどであることが、冷却効率をよくす
る上で好ましい。冷却部材は少なくとも記録媒体に印字
面側に設置されていることが必要である。記録媒体から
の放熱をよくするため、記録媒体は冷却部材に押し付け
られる必要がある。これには、冷却部材と対向する位置
にバネなどの力を用いた押圧部材７２が設置されてい
る。押圧部材は板状のものでも、ローラー状のものでも
よい。記録媒体は冷却部材押し付けられ、効率よく冷却
される。

【００６１】冷却工程では、記録媒体が冷却部材の位置
でいったん停止させて冷却部材に押し付けるようにする
か、あるいは記録媒体を搬送しながら冷却部材に押し付
ければよい。前者の場合には、冷却部材または押圧部材
のいずれかが上方または下方の離れた位置待機し、記録
媒体が搬送され停止したときに移動しはさみ込む動作を
させる。後者の場合も、記録媒体の消去すべき印字部分
が冷却部材位置にきたとき、冷却部材を接触させるよう
にし、それ以外のときは冷却部材は押圧部材から離れた
位置に待機するのが好ましい。また、この場合には冷却
部材の表面はテフロンなど滑性の高い材料で、熱伝導を
妨げない程度に被覆されていることも好ましい。

【００６２】本発明の印字・消去装置では、消去工程で
余分な熱を加えていないため、冷却工程の負担は小さい
が、書替え印字の頻度が高くなってくると冷却部材の蓄
熱が起こる。そのため冷却部材には、多数の熱伝導のよ
い金属薄板などで空気との接触面積を広くした放熱構造
７３（冷却フィン）を有することが好ましい。さらに冷
却フィンに接する空気に流れをつくり放熱効果を高める
ため送風冷却機構７１を設けることも好ましい。

【００６３】また、印字工程で十分な発色濃度の印字を
安定に形成するために、冷却工程後の記録媒体の温度を
常に一定レベルになるようにするには、冷却工程前の記
録媒体表面を制御すればよい。印字工程と冷却工程の間
に温度検知器８１を設置し、検知された記録媒体温度が
標準設定温度より高い場合は冷却部材との接触時間を長
くし、低い場合は短くするように制御すれば、冷却速度
を一定レベルにでき、良好な画像を安定して得ることが
できる。温度検知には、たとえば、サーミスターや熱電
対などの接触型の温度検知器、あるいは記録媒体からの
赤外線を検知する非接触型の検知器を用いればよい。

【００６４】冷却速度をさらに安定するには、冷却部材
に温度検知器８２を設置し、冷却部材温度を検知し、そ
れに応じて記録媒体と冷却部材の接触時間を制御すれば
よい。記録媒体が冷却部材位置にきたときの冷却部材の
温度が、標準設定温度より高い場合には接触時間を長く
し、低い場合には短くするように制御すれば、冷却工程
後の温度が一定レベルにできる。温度検知には、サーミ
スターや熱電対を冷却部材に接触して設置すればよい。

【００６５】また、冷却速度をさらに安定するには、前
記の消去工程後の記録媒体温度の検知による接触時間制
御と、冷却部材温度の検知による接触時間制御を組み合
わせて用いればよい。これにより、印字時の記録媒体温
度は常に一定レベルに合わせることができるので、発色
濃度の高い印字が安定して得られる。冷却部材への接触
時間の制御は、搬送速度を変化させるか、搬送速度が同
じであっても冷却部材への接触通過回数を増減すればよ
い。

【００６６】続いて、本発明の印字・消去方法を縦８５
ｍｍ、横５４ｍｍの大きさのカード型発色・消色記録媒
体に適用した例について説明する。まず、記録媒体に対
し、消去手段・冷却手段を使わず十分なエネルギーで印
字工程のみを行った。これによる印字濃度は１．２５で
あり、地肌濃度０．１０に対し十分な濃度であり、視認
性の高い良好な印字画像が得られた。なお、この記録媒
体は黒発色である。次に、比較のため記録媒体の半分の
面積を一度に加熱できる大きさのアルミブロックの加熱
部材をもつ消去手段と印字手段を連続的に行うように設
置された印字・消去装置を用い、前記の印字した記録媒
体を書き替え印字した。消去条件は１２０℃で１秒であ
り、消去から印字までの間隔は約１秒である。この結
果、前に印字されていた部分は完全に地肌濃度と同じに
なり消去され、新たに別のパターンが印字されていた。
しかし、印字の濃度は初めの印字よりかなり低く、濃度
０．６５であった。なお、この装置で、初めと同程度の
濃度を得るには消去と印字の間でいったん静止させ約１
２秒のインターバルをとる必要があった。

【００６７】次に上記の印字・消去装置の印字手段の後
に冷却手段を設けた。冷却手段の冷却部材は幅３０ｍｍ
アルミブロックであり、厚さ０．５ｍｍのアルミ板から
なる冷却フィン１０枚を有している。冷却工程では記録
媒体印字面が冷却部材に接触しながら２０ｍｍ／秒の速
度で搬送される。この装置を用いて書き替え処理を行う
と印字濃度１．０８となり、冷却工程のない印字・消去
装置に比べ高濃度で、コントラストの高い画像を得られ
た。

【００６８】次に、上記の消去手段・印字手段・冷却手
段をもつ装置において消去手段のみ変更し、加熱部材を
幅５ｍｍの帯状発熱抵抗体をもつセラミックヒーターを
用い温度を１２５℃とした。セラミックヒーターと記録
媒体の接触部分の幅は３．５ｍｍとした。あらかじめ印
字してある記録媒体を挿入し、消去工程を３０ｍｍ／秒
の速度で搬送しながら加熱部材に接触させ消去し、印字
工程でサーマルヘッドで印字し、続いて冷却工程で冷却
部材に２０ｍｍ／秒の速度で接触させて冷却した。初め
の印字は完全に消去され、新たに形成された印字は発色
濃度１．１５で十分な視認性が得られた。

【００６９】次に、上記の本発明の印字・消去装置で消
去手段のセラミックヒーターの発熱抵抗体の幅を２ｍ
ｍ、記録媒体との接触部分の幅を１．２ｍｍとした。ヒ
ーター温度を１２５℃とし、搬送速度を２０ｍｍ／秒と
して消去工程を通すと、初めの印字は完全に消去でき、
発色濃度は１．２２が得られた。これは、十分なエネル
ギーで印字のみを行ったときとほぼ同じ濃度である。

【００７０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の印字・消去
方法および装置によれば、発色・消色型記録媒体の書き
替えにおいて、消去工程と印字工程との間に冷却手段が
不要で、冷却手段の冷却効果減少従って、発色濃度の低
下がなく、安定した発色濃度が維持される低エネルギー
で印字できるため、サーマルヘッドの寿命が延び、装置
の信頼性が高められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る発色・消色型記録媒体１
１の構成を概略的に示す図である。

【図２】本発明の実施例に係る発色・消色型記録媒体の
発色・消色プロセスを概略的に示す図である。

【図３】一般的な消去手段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・消去装置の構成を
概略的に示す図であす。

【図５】本発明の実施例に係る他の印字・消去装置の構
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 支持体 13 可逆性感熱記録層 14 保護層 34 記録媒体 41 消去手段 42 印字手段 43 供給ローラー 45 排出ローラー 46 サーマルヘッド 47 プラテンローラー 48、49 搬送ローラー対 51 消去手段 52 押圧部材 53 弾性部材 54、59 加熱部材 60 プラテンローラー 71、71′ 冷却手段 72 押圧部材 73 冷却フィン 81、82 温度検知器 91 印字前加熱手段（予備加熱手段）

───────────────────────────────────────────────────── 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
記録媒体を用いる可逆性感熱記録方法における印字・消
去方法において、媒体の印字画像が消去される温度にそ
の媒体を加熱する消去工程、発色する温度以上にその媒
体を加熱する印字工程を、この順序に順次実行するか、
又は同時に実行した後、該記録媒体を冷却する冷却工程
により印字、消去することを特徴とする印字・消去方
法。
【請求項２】消去工程と印字工程との間に、予備加熱
工程を設け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】消去工程が予備加熱工程を兼ねることを
特徴とする請求項２記載の印字・消去方法。
【請求項４】消去工程が記録媒体の表面側から加熱部
材により幅１．２〜５．０ｍｍの帯状の範囲の記録層を
消去温度に加熱することを特徴とする請求項１、２又は
３記載の印字・消去方法。
【請求項５】消去工程が固定された加熱部材に記録媒
体の表面を接触させながら、記録媒体を搬送し加熱する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の印字
・消去方法。
【請求項６】冷却工程が静止した記録媒体の少なくと
も表面に対し冷却部材を接触させて冷却することを特徴
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】冷却工程が記録媒体を搬送させながら、
記録媒体の少なくとも表面に対し冷却部材に接触させて
冷却する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８】冷却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記録媒体の冷却部材
への接触時間を制御して、記録媒体の冷却を行うことを
特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の印字・消去
方法。
【請求項９】冷却部材の温度を検知し、冷却部材温度
に応じて冷却工程における記録媒体と冷却部材との接触
時間を制御して、記録媒体の冷却を行うことを特徴とす
る請求項１〜７のいずれかに記載の印字・消去方法。
【請求項１０】冷却工程に搬送される記録媒体の温度
および／または冷却部材の温度を検知し、その温度に応
じて冷却工程における記録媒体と冷却部材との接触時間
を制御することを特徴とする請求項６〜９のいずれかに
記載の印字・消去方法。
【請求項１１】冷却工程に搬送される記録媒体の温度
および／または冷却部材の温度を検知し、その温度に応
じて冷却工程における記録媒体の搬送速度を制御するこ
とを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の印字・
消去方法。
【請求項１２】冷却工程に搬送される記録媒体の温度
および／または冷却部材温度を検知し、その温度に応じ
て冷却工程における記録媒体と冷却部材との接触時間を
制御するものであり、この制御を冷却工程における記録
媒体と冷却部材の接触回数を変化させて行うことを特徴
とする請求項６〜９のいずれかに記載の印字・消去方
法。
【請求項１３】発色する温度以上に媒体を加熱する印
字工程がサーマルヘッドを用いて行うことを特徴とする
請求項１〜１２のいずれかに記載の印字・消去方法。
【請求項１４】サーマルヘッドを用い印字画素（ドッ
ト）毎に消去又は印字の実行を仕分け、消去・印字両工
程を同時に行うことを特徴とする請求項１３記載の印字
・消去方法。
【請求項１５】サーマルヘッドを用いドットによる消
去と印字の使い分けをサーマルヘッドの個々の発熱素子
に印加する電圧、電流、通電時間のいずれかを代えるこ
とにより印字エネルギーを制御することにより行うこと
を特徴とする請求項１４記載の印字・消去方法。
【請求項１６】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
熱記録媒体に用いる可逆性感熱記録方法における印字・
消去装置において、媒体の印字画像が消去される温度に
その媒体を加熱する消去手段、発色する温度以上にその
媒体を加熱する印字手段を、この順で別個に設けるか又
は一個で兼用して設け、その後に、該記録媒体を冷却す
る冷却手段を設け、該記録媒体をこれら消去手段、印字
手段、又は消去・印字兼用手段、冷却手段の順に搬送す
る搬送手段を具備することを特徴とする印字・消去装
置。
【請求項１７】消去手段と印字手段との間に、記録媒
体を予備加熱するための予備加熱手段を設けることを特
徴とする請求項１６記載の印字・消去装置。
【請求項１８】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１７記載の印字・消去装置。
【請求項１９】消去手段が記録媒体の表面に接触して
加熱する加熱部材と、記録媒体を加熱部材に接触させて
搬送する搬送機構を具備しており、加熱部材の発熱体の
幅が記録媒体搬送方向に１．２〜５ｍｍであることを特
徴とする請求項１６〜１８のいずれかに記載の印字・消
去装置。
【請求項２０】消去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
１６〜１９のいずれかに記載の印字・消去装置。
【請求項２１】冷却手段における冷却部材が金属板、
金属ブロックまたは金属ローラーであることを特徴とす
る請求項１６〜２０のいずれかに記載の印字・消去装
置。
【請求項２２】冷却手段における冷却部材が放熱構造
を具備することを特徴とする請求項１６〜２１のいずれ
かに記載の印字・消去装置。
【請求項２３】消去手段、印字手段、予備加熱手段、
冷却手段、搬送手段の他に、送風冷却機構を具備するこ
とを特徴とする請求項１６〜２２のいずれかに記載の印
字・消去装置。
【請求項２４】発色する温度以上に媒体を加熱する印
字手段がサーマルヘッドからなることを特徴とする請求
項１６〜２３のいずれかに記載の印字・消去装置。