KR100914943B1

KR100914943B1 - 가열 장치, 소거 장치, 정보 기록 소거 장치, 및 전사 장치

Info

Publication number: KR100914943B1
Application number: KR1020070091132A
Authority: KR
Inventors: 히데오 사쿠라이; 사토시 아라이; 나오키 요시다; 다다후미 다테와키
Original assignee: 가부시키가이샤 리코; 가부시키가이샤 웨지
Priority date: 2006-09-08
Filing date: 2007-09-07
Publication date: 2009-08-31
Also published as: JP2008091321A; US20080062237A1; CN101138909A; US7944461B2; KR20080023201A; EP1897694A3; CN101138909B; EP1897694B1; EP1897694A2

Abstract

가열 장치의 비용을 증가시키지 않고, 감열 기록 매체를 균일하게 가열할 수 있는 가열 장치가 개시된다.

그 가열 장치는 발열 부재로부터 방출되는 열에너지를, 열전도율이 높은 알루미늄으로 구성된 열용량이 큰 가열 부재를 통해, 열가역성을 갖는 기록 카드의 기록면을 균일하게 가열한다. 이러한 특징에 의해, 기록 카드에 기록된 정보를 정확하게 소거하고, 발열 부재로서 저렴한 발열 부재를 사용하는 것이 가능해진다.

Description

가열 장치, 소거 장치, 정보 기록 소거 장치, 및 전사 장치{HEATING DEVICE, ERASING DEVICE, INFORMATION RECORDING AND ERASING DEVICE, AND TRANSFER DEVICE}

본 발명은 일반적으로 가열 장치, 소거 장치, 정보 기록 소거 장치, 및 전사(transfer) 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 감열 매체를 가열하는 가열 장치, 감열 기록 매체에 기록된 정보를 소거하는 소거 장치, 감열 기록 매체에 대하여, 정보의 기록 및 소거를 행하는 정보 기록 소거 장치, 및 코팅제(coating agent)를 물체에 전사하는 전사 장치에 관한 것이다.

최근, 환경 보호나 재활용의 관점으로부터, 정보의 기록 및 소거를 반복하여 행하는 것이 가능한 리라이터블 페이퍼가 주목받고 있다. 이 리라이터블 페이퍼는, 일반적으로 기판 그리고 그 기판에 류코(leuco) 염료와 산화제를 도포함으로써 그 기판에 형성된 열가역성 기록층을 포함한다. 기록층을 적절하게 가열함으로써 기록층은 상대적으로 발색 및 탈색된다. 기록층에 정보를 기록하기 위해서는, 기록 매체를 가열하는 서멀(thermal) 헤드를 구비한 서멀 프린터가 요구된다. 서멀 프린터는 구조가 비교적 간단하고 유지 보수가 용이하기 때문에, 금후, 칼슨 프로세스를 이용한 레이저 프린터 등을 대신하는 이용의 확대가 예상되고 있다.

일반적으로, 이러한 종류의 서멀 프린터는, 새로운 정보가 기록 매체에 기록되기 이전에, 미리 기록 매체에 기록된 정보를 소거하는 소거 플레이트 및 소거 롤러를 포함한다. 이러한 소거 플레이트 등은, 발열체의 배면에 열용량이 큰 축열 부재를 배치함으로써, 기록 매체의 가열시에 기록된 정보를 소거하는 발열체의 유효 범위(이하, "유효 범위"으로 간략화됨)에 요구되는 열량을 보상하여, 기록 매체를 연속적으로 가열하는 경우에도, 발열체의 유효 범위의 온도 분포를 안정적으로 유지하는 기술이 채용되어 있다(예컨대 특허 문헌 1 참조). 그러나, 특허 문헌 1에 기재한 기술에서는, 발열체 자체의 발열 특성이, 기록 매체에 기록된 정보의 소거를 연속적으로 그리고 정확하게 수행하기에 충분해야 하므로, 이는 장치의 비용을 증가시키는 요인이 된다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 제2003-317899호 공보

본 발명은 전술한 문제점을 고려하여 이루어져 있다. 첫째, 본 발명은 장치의 비용을 증가시키지 않고 정밀하게 감열 매체를 가열할 수 있는 가열 장치를 제공할 수 있다.

둘째, 본 발명은, 감열 기록 매체에 기록된 정보를 정밀하게 소거할 수 있는 소거 장치를 제공할 수 있다.

셋째, 본 밟명은, 감열 기록 매체에 대하여 정보의 기록 및 소거를 정밀하게 행할 수 있는 정보 기록 소거 장치를 제공할 수 있다.

네째, 본 발명은, 잉크를 물체에 정밀하게 전사할 수 있는 전사 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 제 1 양태에 따르면, 전기 에너지가 변환된 열에너지를 이용하여, 감열 매체를 가열하는 가열 장치로서, 표면이 전기적 절연체로 피복된, 상기 전기에너지를 열에너지로 변환하는 발열체; 및 상기 발열체로부터의 열에너지를 상기 감열 매체에 실질적으로 균일하게 전도시키는 가열 부재를 포함하는 가열 장치가 제공된다.

구성에 따르면, 발열체로부터의 열에너지는 가열 부재를 통해 감열 부재로 전도되어 감열 매체를 가열한다. 이러한 특징에 따라, 가열 부재로서 열용량이 큰 부재를 이용함으로써, 발열체의 형상 또는 온도 분포에 관계없이, 가열 부재의, 감열 부재에 접촉하는 면에 있어서의 온도 분포를 실질적으로 균일하게 할 수 있고, 감열 부재를 균일하게 가열할 수 있다. 따라서 유효 범위의 온도 분포가 일정해지는 고가의 발열체를 사용하지 않고, 정밀하게 감열 매체를 가열하는 것이 가능해진다.

본 발명의 양태에 따르면, 열가역적으로 발색 및 탈색되는 감열 기록 매체에 기록된 정보를 소거하는 소거 장치로서, 상기 감열 기록 매체에 기록된 정보를 소거하기 위하여 감열 기록 매체를 가열하는 가열 장치; 및 그 가열 장치에 대하여 상기 감열 기록 매체를 상대 이동시키는 플래튼 롤러를 포함하는 소거 장치가 제공된다.

소거 장치의 구성에 따르면, 감열 기록 매체에 기록된 정보는 본 발명의 가열 장치에 의해 소거된다. 따라서, 감열 기록 매체는 균일하게 가열될 수 있고, 감열 기록 매체에 기록된 정보는 균일하게 소거될 수 있다.

본 발명의 제 3 양태에 따르면, 열가역적으로 발색 및 탈색되는 감열 기록 매체에 대하여, 정보의 기록 및 소거를 행하는 정보 기록 소거 장치로서, 상기 감열 기록 매체를 가열하여 상기 감열 기록 매체에 기록된 정보를 소거하는 소거 장치; 및 상기 소거 장치에 의해 정보가 소거된 상기 감열 기록 매체에 정보를 기록하는 기록 장치를 포함하는 정보 기록 소거 장치가 제공된다.

구성에 따르면, 소거 장치에는, 본 발명의 가열 장치를 이용하여 감열 기록 매체에 기록된 정보가 소거된다. 따라서, 감열 기록 매체에 기록된 정보가 균일하게 소거될 수 있다. 기록 장치에서, 감열 기록 매체에 기록된 정보가 균일하게 소거된 감열 기록 매체에 정보가 기록된다. 따라서, 정보는 정밀하게 기록될 수 있다.

본 발명의 제 4 양태에 따르면, 잉크 리본의 일측면에 도포된 코팅제를 물체에 전사하는 전사 장치로서, 상기 코팅제를 상기 물체에 전사하기 위하여 상기 잉크 리본의 타측면을 가열하는 가열 장치; 및 상기 물체를 상기 잉크 리본에 가압하면서, 상기 가열 장치에 대하여 물체를 상대 이동시키는 플래튼 롤러를 포함하는 전사 장치가 제공된다.

구성에 따르면, 리본을 균일하게 가열할 수 있기 때문에, 리본에 도포된, 열전사 잉크나 오버코트층 등의 코팅제를 균일하게 물체에 전사할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 가열 장치는, 감열 기록 매체의 가열에 적합하다. 또한, 본 발명에 따른 정보 기록 소거 장치는, 열가역성을 갖는 감열 기록 매체에 기록된 정보를 소거하는 데 적합하다. 또한, 본 발명에 따른 전사 장치는, 물체에 코팅제를 열전사하는 데 적합하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프린터(10)의 개략 구성을 도시하는 도면.

도 2는 기록 카드(70)를 도시하는 도면.

도 3은 기록 카드(70)의 감열 특성을 도시하는 도면.

도 4는 가열 장치(100)의 전개 사시도.

도 5는 발열 부재(103)를 도시하는 도면.

도 6은 가열 장치(100)를 이용한 전사 장치(200)를 도시하는 도면.

도 7은 기록 매체 상의 정보를 소거할 때의 적절한 가열 온도를 설명하기 위한 도면.

도 8은 가열 장치(100)의 각 부의 온도 변동 범위를 설명하기 위한 도면.

도 9는 가열 장치(100)의 각 부의 온도 변동의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면.

도 10a 및 도 10b는 가열 장치(100)의 축열 부재(101) 및 가열 부재(102)의 두께에 의존하는 온도 변동의 시뮬레이션 결과를 도시하는 제 1 및 제 2 도면.

도 11a 및 도 11b는 가열 장치(100)의 축열 부재(101) 및 가열 부재(102)의 두께에 의존하는 온도 변동의 시뮬레이션 결과를 도시하는 제 3 및 제 4 도면.

도 12a 및 도 12b는, 가열 장치(100)의 축열 부재(101) 및 가열 부재(102)의 두께에 의존하는 온도 변동의 시뮬레이션 결과를 도시하는 제 5 및 제 6 도면.

도 13a 및 도 13b는 가열 장치(100)의 축열 부재(101) 및 가열 부재(102)의 두께에 의존하는 온도 변동의 시뮬레이션 결과를 도시하는 제 7 및 제 8 도면.

도 14는 가열 장치(100)의 축열 부재(101) 및 가열 부재(102)의 두께에 의존하는 온도 변동의 시뮬레이션 결과를 도시하는 제 9 도면.

도 15a 및 도 15b는 가열 장치(100)의 축열 부재(101) 및 가열 부재(102)의 열전도율에 의존하는 온도 변동의 시뮬레이션 결과를 도시하는 제 1 및 제 2 도면.

도 16a 및 도 16b는 가열 장치(100)의 축열 부재(101) 및 가열 부재(102)의 열전도율에 의존하는 온도 변동의 시뮬레이션 결과를 도시하는 제 3 및 제 4 도면.

도 17a 및 도 17b는 가열 장치(100)의 축열 부재(101) 및 가열 부재(102)의 열전도율에 의존하는 온도 변동의 시뮬레이션 결과를 도시하는 제 5 및 제 6 도면.

도 18a 및 도 18b는 가열 장치(100)의 축열 부재(101) 및 가열 부재(102)의 열전도율에 의존하는 온도 변동의 시뮬레이션 결과를 도시하는 제 7 및 제 8 도면.

도 19는 가열 장치(100)의 축열 부재(101) 및 가열 부재(102)의 열전도율에 의존하는 온도 변동의 시뮬레이션 결과를 도시하는 제 9 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 프린터 10a: 섀시

21: 급지 카세트 21a: 개구

22: 트레이 24: 승강 기구

25A, 25B: 막대 형상 부재 23: 종이 이송 롤러

23a: 지지 부재 30: 소거 장치

31: 반송 롤러쌍 33: 플래튼 롤러

34: 가동 롤러 34a: 가동 부재

40: 리프터 41: 승강 장치

41a, 41b: 안내 구멍 42: 반송 트레이

44A, 44B: 링크바 45A, 45B: 이동축

47: 반입출 롤러 50: 기록 장치

51: 인입 롤러 51a: 지지 부재

52: 기록 헤드 53: 플래튼 롤러

54: 제1 배출 롤러 54a: 지지 부재

55: 제2 배출 롤러 60: 배지 트레이

70: 기록 카드 100: 가열 장치

101: 축열 부재 102: 가열 부재

102a, 102b: 홈 103: 발열 부재

104: 폴리이미드 시트 105: 저항

105a: 전극 200: 전사 장치

201: 공급 리본 코어 202: 권취 리본 코어

203, 204: 보조 롤러 205: 플래튼 롤러

206: 가이드 롤러 207: 잉크 리본.

이하, 본 발명의 일 실시예를 도 1 내지 도 5 를 참조하여 설명한다. 도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 프린터(10)의 개략 구성을 도시한다. 이 프린터(10)는, 예를 들어 기록 카드(70)에 대하여, 정보의 소거 및 기록을 행할 수 있는 서멀(thermal) 프린터이다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 프린터(10)는 소거 장치(30), 기록 장치(50), 리프터(40), 급지 카세트(21), 승강 기구(24), 종이 이송 롤러(23), 배지(排紙) 트레이(60), 및 상기 각 부를 수용하는 섀시(10a) 등을 구비하고 있다.

상기 기록 카드(70)는, 도 2의 평면도에 도시되는 바와 같이, 기록 카드의 길이 방향이 X축 방향이다. 이 기록 카드는, 카드의 베이스로서의 기판과 이 기판의 상면(+Z 방향의 면)에 도포된 기록재를 포함한다.

상기 기록재는, 서멀 헤드에 의한 탈색 및 발색이 가능한 가역성 감열 기록 매체이고, 가열 온도 및 가열 후의 냉각 속도의 상위에 의해 상대적으로 발색한 상태를 형성할 수 있는 것이다. 도 3에 도시되는 바와 같이, 예컨대 탈색 상태 A에 있는 감열 기록 매체를 승온해 가면, 그래프중의 실선으로 도시되는 바와 같이, 온도 T1 근방에서 발색이 일어나기 시작하여 온도 T1에 도달하면 감열 기록 매체는 발색 상태 B가 된다. 그 후, 감열 기록 장치가 발색 상태 B로부터 급냉하면, 도 3 에서 실선으로 도시되는 바와 같이, 발색 상태는, 상온에 있어서도 발색 상태 C를 유지한다. 감열 기록 장치가 발색 상태 B로부터 서냉된 경우에는, 도 3 의 파선으로 도시되는 바와 같이, 서냉의 과정에서 탈색이 일어나, 탈색 상태 A로 복귀한다. 한편, 감열 기록 장치가 발색 상태 C로부터 재차 승온되면 도 3 의 일점쇄선으로 도시되는 바와 같이, T1보다 낮은 온도 T2에서 탈색이 일어나, 상태는 탈색 상태 E로 된다. 탈색 상태 E 에서의 감열 기록 매체가 냉각되면, 상태는 탈색 상태 A로 복귀한다. 따라서, 기록 카드(70)의 상면을, 예를 들어 서멀 헤드로 가열함으로써 정보를 소거 및 기록할 수 있다.

도 1을 다시 참조하면, 상기 급지 카세트(21)의 상부가 개방되어 있다. 급지 카세트(21)의 바닥벽(1)에 형성된 개구(21a)가 마련되어 있다. 이 급지 카세트(21)의 내부에는 Z축 방향으로 이동할 수 있는 트레이(22)가 제공된다. 이 트레이(22)에는 전술한 기록 카드(70)가 상기 기록 카드의 길이 방향을 X축 방향으로 하여 적재되어 있다. 급지 카세트(21)가 섀시(10a)에 삽입되면, 트레이(22)는, 급지 카세트(21)의 개구(21a)를 통해 연장되는 승강 기구(24)에 의해 들어 올려진다. 승강 기구(24)는 예를 들어 -X측 단 및 +X측 단을 중심으로 하여 Y축에 평행한 축 둘레에 회전 운동 가능하게 설치된 한 쌍의 막대 형상 부재(25A, 25B)를 갖는다. 이러한 특징에 의해, 트레이(22)에 적재된 기록 카드(70) 중 가장 위에 있는 기록 카드(70)가, 지지 부재(23a)에 의해 지지된 종이 이송 롤러(23)의 하면에 압접된다. 종이 이송 롤러(23)가 회전하면, 기록 카드(70)가 삽입구(30a)를 통해 소거 장치(30)의 내부로 공급된다.

상기 소거 장치(30)는, 급지 카세트(21)로부터 순차 이송되어 오는 기록 카드(70)를, +X 방향으로 반송하는 반송 롤러쌍(31), 반송 롤러쌍(31)의 +X측에 승강 가능하게 배치된 소거 헤드로서의 가열 장치(100), 이 가열 장치(100)의 아래쪽에 배치된 플래튼(platen) 롤러(33), 가열 장치(100)의 +X 방향에, 가동(可動) 부재(34a)에 의해 배치된 가동 롤러(34)를 포함한다.

도 4는, 가열 장치(100)의 분해 사시도이다. 도 4에 도시되는 바와 같이, 상기 가열 장치(100)는, 외부로부터 전력이 공급됨으로써 발열하는 발열 부재(103)와, 각각 발열 부재(103)의 상면측 및 하면측에 배치된 축열 부재(101) 및 가열 부재(102)를 포함한다.

상기 발열 부재(103)는, 길이 방향을 Y축 방향으로 하는 면 형상으로 이루어져 있고, 도 5에 도시되는 바와 같이, 두께 수 미크론의 스테인리스 박을 펀칭 또는 에칭함으로써 형성된 저항(105)과, 저항(105)의 상면측과 하면측 각각에 접합된 길이 방향을 Y축 방향으로 하는 한 쌍의 폴리이미드 시트(104)를 포함한다. 저항(105)의 +Y측 단 및 -Y측 단의 각각에 한 쌍의 전극(105a)이 형성된다. 2개의 전극 사이의 저항(105)의 본체가 X축 방향으로 사행하여 형성됨으로써, 소정량의 열에너지를 방출하는 면적("유효 면적")이 확보되며, 발열 부재(103)의 폭이 일정하게 되도록 저항(105)을 형성함으로써, 단위 길이당의 저항율이 전체 저항(105)에 걸쳐 균일하게 조정된다. 저항(105)의 상면 및 하면에 폴리이미드 시트가 상기 면의 각각에 접착됨으로써 전기적으로 절연되어 있다.

상기 축열 부재(101)는, 길이 방향을 Y축 방향으로 하는 직육면체형상으로 이루어져 있다. 이 축열 부재(101)의 소재로서는, 예컨대 열전도율이 높은 금속인 알루미늄이 이용될 수도 있다. 그러나, 금, 은, 동, 철(ferrum)은 이들이 열전도율이 높은 금속이면 사용될 수도 있다.

상기 가열 부재(102)는, 길이 방향을 Y축 방향으로 하는 직육면체형상으로 이루어져 있다. 이 가열 부재(102)에는 각각 +X 및 -X 측면에 Y축을 따라 홈(102a, 102b)이 형성된다. 가열 부재(102)의 하면은 아래쪽으로 볼록하며, Y축에 평행한 버스 라인을 가진다. 축열 부재(101)와 마찬가지로, 알루미늄이 가열 부재(102)의 소재로서 사용되고, 가열 부재(102)의 열용량은 축열 부재(101)의 열용량과 거의 동일해지도록 조정되어 있다. 가열 부재(102)의 열전도율은 높고, 가열 부재(102)의 열용량은 축열 부재(101)의 열용량과 거의 동일하게 되어야 함을 주목해야 한다. 그러나, 가열 부재(102)와 축열 부재(101)의 소재가 동일할 필요는 없다.

상술된 발열 부재(103), 축열 부재(101), 및 가열 부재(102)는, 축열 부재(101)와 가열 부재(102) 사이에 발열 부재(103)를 상하 방향으로 사이에 둔 상태에서, 가열 부재(102)와 축열 부재(101)를 서로, 예컨대 볼트 등에 의해 고정함으로써, 일체화되어 있다. 또한, 발열 부재(103)를 축열 부재(101)와 가열 부재(102) 사이에 둘 때에, 발열 부재(103)의 양측에, 열전도율이 높은 그리스 등의 충전재를 도포할 수도 있으므로, 발열 부재(103)와 축열 부재(101) 사이, 및 발열 부재(103)와 가열 부재(102) 사이의 열전도율을 증가시킬 수 있음을 주목해야 한다.

소거 장치(30)에 기록 카드(70)가 이송되어 오면, 이 기록 카드(70)를 +X 방향에 이동시키면서, 가열 장치(100)의 가열면이, 플래튼 롤러(33)에 의해 아래쪽으로부터 지지된 기록 카드(70)의 상면과 접촉하도록 설정된다. 가열 장치(100)의 저항(105)에 전극(105a)을 통해 전력을 공급함으로써, 기록 카드(70)의 상면을 도 3에 도시된 T2 이상의 온도까지 가열하여, 기록 카드(70)에 기록된 정보가 소거된다.

상기 기록 장치(50)는, 소거 장치(30)의 위쪽(+Z 방향)에 배치되고, 지지 부재(미도시)에 의해 승강 가능하게 지지된 기록 헤드(52), 기록 헤드(52)의 아래쪽에 배치된 플래튼 롤러(53), 기록 헤드(52)의 +X측에 배치되고, 리프터(40)에 의해 반송된 기록 카드(70)를 기록 헤드(52)와 플래튼 롤러(53) 사이에 인입하는 인입(pull-in) 롤러(51), 및 기록 헤드(52)의 -X 방향에, 각각 상측 및 하측에 배치된 제 1 및 제 2 배출 롤러(54, 55)를 포함한다.

기록 장치(50)에서는, 기록 카드(70)의 -X측이, 기록 헤드(52)와 플래튼 롤러(53) 사이에 인입되면, 플래튼 롤러(53)에 의해 아래쪽으로부터 지지되는 기록 카드(70)의 상면에 기록 헤드(52)를 접촉시킨 상태에서, 플래튼 롤러(53)에 의해 기록 카드(70)를 -X 방향으로 이송하면서, 기록 카드(70)의 상면을 T1 이상의 온도로 가열함으로써 정보를 기록한다. 한편, 인입 롤러(51) 및 제 1 배출 롤러(54)는, 대응하는 구동 기구(미도시)에 의해 각각 상하 이동 가능한 지지 부재(51a, 54a)를 통해 배치되어 있고, 정보가 기록 카드(70)에 기록되는 경우에는 간섭하지 않는 위치로 후퇴하고 있다. 기록이 완료되면, 기록 카드(70)의 상면에 제 1 배출 롤러(54)를 접촉함으로써, 기록 카드(70)를 각각 제 1 및 제 2 배출 롤러(54, 55) 사이에 두고, 제 2 배출 롤러(55)를 회전시킴으로써, 기록 카드(70)를, 섀시(10a)에 형성된 배출구(50a)를 통해, 배지 트레이(60)에 순차 배출한다.

상기 리프터(40)는, 섀시(10a)내에, 소거 장치(30)의 +X 방향에 배치된 승강 기구(41), 이 승강 기구(41)에 링크바(44A)와 링크바(44B)를 통해 연결된 반송 트레이(42), 및 반송 트레이(42)의 -X측 단부 근방에 상기 롤러(47)의 길이 방향을 Y축 방향으로 하여 배치된 반입출 롤러(47)를 구비하고 있다.

상기 승강 기구(41)는, 지지 부재(미도시)를 통해 지지된 섀시(10a)의 바닥벽면 위에 X축 방향을 승강 기구(41)의 길이 방향으로 하여 배치된다. 상기 승강 기구(41)는 -X측 단부로부터 승강 기구의 중앙부에 걸쳐 형성된 길이 방향을 X축 방향으로 하는 안내 구멍(41a 및 41b) 및 각각 그 안내 구멍(41a 및 41b)을 따라 이동하는 이동축(45A 및 45B)을 포함한다.

상기 링크바(44A)는, 위쪽으로 만곡된 형상을 가지며, +X측 단이 반송 트레이(42)의 +X측 단부 위쪽에, Y축에 평행한 축에 대하여 회전 운동 가능하게 부착되고, -X측 단이 승강 기구(41)에 설치된 이동 축(45A)에, Y축에 평행한 축에 대하여 회전 운동 가능하게 부착되어 있다. 링크 바(44A)의 구성과 유사한, 링크 바(44B)는 위쪽으로 만곡된 형상을 가지며, 링크 바의 -X측 단이 반송 트레이(42)의 -X측 단부 위쪽에, Y축에 평행한 축에 대하여 회전 운동 가능하게 부착되고, 링크 바의 +X측 단이 승강 기구(41)에 설치된 이동 축(45B)에, Y축에 평행한 축에 대하여 회전 운동 가능하게 부착되어 있다.

상기 리프터(40)는, 이동 축(45A)이 -X 방향으로 이동되고 이동축(45B)이 +X 방향으로 이동됨으로써 반송 트레이(42)가 하강하고 도 1에 실선으로 표시되는 위치에 상기 반송 트레이를 위치 결정되며, 이동 축(45A)이 +X 방향으로 이동되고 이동축(45B)이 -X 방향으로 이동됨으로써 반송 트레이(42)가 상승하고 도 1에 가상선으로 도시되는 위치에 상기 반송 트레이(42)가 위치 결정되도록 설계되어 있다. 여기서, 설명의 편의상, 도 1에 실선 및 가상선으로 표시되는 반송 트레이(42)의 위치들은, 각각 "반입 위치" 및 "반출 위치"로서 정의된다.

다음에, 상술한 구성을 가지는 구성된 프린터(10)의 동작에 대해서 설명한다. 전제로서, 급지 카세트(21)에는 미리 복수매의 기록 카드(70)가 수용되고, 트레이(22)는 승강 기구(24)에 의해 이미 위쪽으로 들어 올려지며, 반송 트레이(42)는 도 1에 실선으로 도시되는 위치에 위치 결정되고, 프린터(10)의 각 부는 제어 장치(미도시)에 의해 통괄적으로 제어되어 있다고 가정한다.

《급지 공정》

제어 장치는, 사용자나 상위 장치로부터 운전 지령을 수신하면, 종이 이송 롤러(23)를 회전시켜 급지 카세트(21)에 수용된 기록 카드(70)를 +X 방향으로 이송한다. 그 결과, 기록 카드(70)는 삽입구(30a)를 통해, 소거 장치(30)의 한 쌍의 반송 롤러(31) 사이에 반송된다.

《소거 공정》

소거 장치(30)에 기록 카드(70)가 반송되면, 제어 장치는, 기록 카드(70)를 반송 롤러쌍(31) 및 플래튼 롤러(33)에 의해 +X 방향으로 이동시키면서, 가열 장치(100)에 의해 기록 카드(70)의 상면을 가열하여, 기록 카드(70)에 기록된 정보를 소거하도록 제어한다.

《리프터에 대한 반입 공정》

기록 카드(70)가 +X 방향으로 이동하고, 그 카드의 +X측 단부가 반송 트레이(42)에 설치된 반입출 롤러(47)의 위쪽을 통과하면, 제어 장치는 가동 부재(34a)를 회전 운동시켜 가동 롤러(34)를 기록 카드(70)의 상면에 접촉시키고, 가동 롤러(34)와 반입출 롤러(47)를 협동하여, 기록 카드(70)를 반송 트레이(42)에 반입한다.

《리프트 업 공정》

반송 트레이(42)에 기록 카드(70)가 반입되면, 제어 장치는 승강 기구(41)를 구동하여 반송 트레이(42)를 위쪽으로 이동개시한다. 본 발명의 실시예에 따른 프린터(10)에서는, 반송 트레이(42)가 반입 위치로부터 반출 위치(12)로 이동하는데 요구되는 시간은 약 1 내지 2초이다.

《리프터로부터의 반출 공정》

제어 장치는, 반송 트레이(42)가 반출 위치에 위치 결정되면, 지지 부재(51a)를 구동하여 인입 롤러(51)를 기록 카드(70)의 상면과 접촉심키고 인입 롤러(51) 및 반입출 롤러(47)를 협동하여, 기록 카드(70)의 -X측 단을 기록 헤드(52)와 플래튼 롤러(53) 사이의 위치로 반송한다.

《기록 공정》

기록 카드(70)가 -X 방향으로 이동하여, 기록 카드(70)의 기록 시작 위치가 기록 헤드(52)의 바로 아래에 오면, 제어 장치는 기록 헤드(52)를 하강시켜, 기록 카드(70)를 기록 헤드(52)와 플래튼 롤러(53) 사이에 배치하고, 지지 부재(51a, 54a)를 위쪽으로 구동함으로써, 인입 롤러(51) 및 제1 배출 롤러(54)를 기록 카드(70)에 대하여 간섭이 발생하지 않는 위치까지 이동시킨다. 기록 카드(70)를 플래튼 롤러(53)에 의해서만 기록 헤드(52)에 대하여 상대 이동시켜, 기록 카드(70)에 정보의 기록을 시작한다. 이 동작과 병행하여, 기록 카드(70)에 대한 정보 기록이 시작되면, 제어 장치는 반송 트레이(42)를 반입 위치까지 이동시키고 그 반송 트레이를 대기시킨다.

《배지 공정》

그리고, 정보의 기록이 완료된 이후에, 기록 카드(70)는, 각각 제1 배출 롤러(54) 및 제2 배출 롤러(55)에 의해 배출구(50a)를 통해 배지되고, 배지 트레이(60)에 순차적으로 적재된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 가열 장치(100)에 의해 기록 카드(70)를 가열할 때에는, 우선 발열 부재(103)로부터의 열이 가열 부재(102)에 전도된다. 본 발명의 이 실시예에서는, 가열 부재(102)를 열전도율이 높은 알루미늄으로 구성하고 있기 때문에, 가열 부재(102)의 가열면의 온도 분포는, 저항(105)의 형상 및 열분포에 관계없이 균일화된다. 그 결과, 기록 카드(70)의 기록면은 균일하게 가열될 수 있다. 이러한 특징으로 인하여, 본 발명의 실시예에 따른 가열 장치(100)는, 기록 카드(70)의 기록면을 균일하게 가열할 수 있고, 기록 카드(70) 상에 기록된 정보를 정밀하게 소거할 수 있다.

도 7은, 기록 카드(70)의 소거 특성을 나타낸다. 이 소거 특성은, 기록 카드(70)를 가열 장치(100)에 대하여 150 mm/s 의 속도로 상대적으로 이동하였을 때에, 전체 정보량에 대한 잔여(소거되지 않은) 정보량의 비율의 온도 의존성을 도시한다. 이러한 소거 특성을 가지는 기록 카드(70)에 대한 정보를 소거하는 경우에는, 도 7에 도시되는 바와 같이, 기록 카드(70)의 기록면의 정보 잔존율이 최소화되는 403 K 내지 453 K까지 기록 카드(70)를 승온시킬 필요가 있음을 주목해야 한다.

도 8 은 시각 t1부터 시각 t2까지의 사이에 기록 카드(70)에 대한 정보를 소거하고, 시각 t2부터 시각 t3까지 가열 장치(100)을 예열하며, 기록 카드(70)에 대한 정보를 소거하는 사이클이 반복되는 경우의, 가열 부재(102)의 온도 변동이 도시되어 있다. 가열 장치(100)에서는, 이 도 8 에 도시되는 바와 같이, 정보를 소거하는 경우에, 기록 카드(70)에 대한 정보의 소거를 위하여 열이 기록 카드(70)로 전달되기 때문에, 가열 부재(102)의 온도는 하강된다. 그러나, 상술한 바와 같이, 가열 부재(102)의 온도가 403 k 보다 낮게 되면, 기록 카드(70) 상의 정보가 양호하게 소거될 수 없게 된다. 이러한 특징으로 인하여, 본 발명의 실시예에 따른 가열 장치(100)에 있어서, 소거 간격들 사이에 소정의 예열 간격을 삽입하여 기록 카드(70)에 대하여 연속적으로 정보의 소거를 행하기 위해서는, 가열 부재(102)의 온도가 항상 403 K 내지 453 K의 범위에 있는 것이 요구된다.

도 9는, 본 실시예에 따른 가열 장치(100)를 이용하여, 기록 카드(70)의 정보의 소거를 행하였을 때의, 가열 장치(100) 각 부의 온도 변화를 도시한다. 즉, 곡선 S1, S2, S3 는 각각 가열 부재(102)의 온도 변화, 발열 부재(103)의 온도 변화 및 축열 부재(101)의 온도 변화를 나타낸다.

이 경우에, 축열 부재(101), 발열 부재(103), 및 가열 부재(102)의 크키는 다음의 표 1에 나타나는 바와 같이 제공된다. 기록 카드(70)의 X축 방향의 크기는 300 mm(A4 크기의 종이를 예상)이며, 또 다른 기록 카드(70)는 가열 장치(100)에 대하여 150 mm/s 의 상대 속도로 이동되며, 상기 기록 카드(70)는 약 7초 간격으로 공급되며, 발열 부재(103)에 대한 투입 전력은 71 W로 하였다.

[표 1]

도 9에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가열 장치에서, 가열 부재(102)의 온도는 403 k 이상으로 유지되기 때문에, 기록 카드(70)에 대한 정보의 소거를 연속적으로 행할 수 있다.

또한, 도 9 에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가열 장치(100)에서는, 축열 부재(101)의 온도는, 가열 부재(102)의 온도 만큼 크게 변화하지 않는다. 따라서, 축열 부재(101)와 가열 부재(102)의 두께가 변하는 경우에 온도가 어떻게 변하는지를 조사하기 위한 시뮬레이션을 수행하였다.

도 10a 내지 도 12b는, 가열 부재(102)의 두께를 6.28 mm를 기준 길이로 하여, 각각 0.5배, 0.25배, 0.1배, 0.05배, 0.01배, 10배로 설정하고, 가열 장치(100)의 가열 부재(102)에 의해 기록 카드(70)의 정보 소거를 행하였을 때의, 가열 장치(100)의 각 부에서의 온도 변화의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 도 13a 및 도 13b 는, 축열 부재(101)의 두께를 5.50 mm를 기준 길이로서, 각각 10배 및 0.1배로 설정하고, 가열 장치(100)의 가열 부재(102)에 의해 기록 카드(70)의 정보의 소거를 행하였을 때의, 가열 장치(100)의 각 부에서의 온도 변화의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 곡선 S1, S2, S3는 각각 가열 부재(102)의 온도 변화, 발열 부재(103)의 온도 변화 및 축열 부재(101)의 온도 변화를 나타낸다. 도 14는 축열 부재(101)와 가열 부재(102)가 가상 재료를 이용하고, 가열 부재(102)의 두께를 기준 길이의 0.1배로 하였을 때의 온도 변화의 시뮬레이션 결과를 나타낸다.

도 10a 내지 도 12b 에 의해 예시된 바와 같이, 소거 처리가 시작된 후 2초 후의 가열 부재(102)의 온도가, 다음의 표 2에 나타나는 바와 같이, 가열 부재(102)의 두께에 의존하여 저하되기 쉽다. 이와 반대로, 도 13a 및 도 13b 에 의해 예시된 바와 같이, 소거 처리가 시작된 후 2초 후의 가열 부재(102)의 온도는 축열 부재(101)의 두께에 상관없이 거의 동일하게(425 K) 되어 있다.

[표 2]

그 결과, 가열 장치(100)의 온도 변동은, 축열 부재(101)의 두께 변화 보다 가열 부재(102)의 두께 변화에 더욱 더 의존하며, 축열 부재(101)의 두께 변화에는 거의 의존하지 않는다. 이러한 특징으로 인하여, 축열 부재(101)는 발열 부재(103)의 상면으로부터의 열을 빼앗음으로써, 발열 부재(103)의 소손(burnout)을 방지하는 것에 기여하고 있는 것을 알 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 가열 부재의 두께는, 0.06 mm 이상이고, 외부 환경의 온도 변동 등을 고려하면, 바람직하게는 0.3 mm 이상이며, 더 바람직하게는 0.6 mm 이상이다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 가열 장치(100)가, 저항(105)의 형상 및 열 분포에 관계없이 기록 카드(70)의 기록면을 균일하게 가열할 수 있기 때문에, 가열 유효 범위의 온도 분포가 균일한 고가의 저항뿐만 아니라, 범용의 저항 및 저렴한 저항을 이용할 수 있으므로 장치의 비용을 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 가열 장치(100)에는, 발열 부재(103)의 상면에 접촉하도록, 가열 부재(102)와 거의 동등한 열용량을 갖는 축열 부재(101)가 설치되어 있다. 이러한 특징으로 인하여, 예를 들어 프린터(10)의 가동시 등에 발열 부재(103)에 큰 전력을 투입하여, 가열 부재(102)를 25℃ 정도의 실온으로부터 예컨대 70℃ 정도의 대기(stand-by) 온도까지 급속으로 승온하였다고 하여도, 거의 동등한 열량이 상면과 하면으로 방출된다. 따라서, 발열 부재(103)의 과열에 의한 손상을 방지할 수 있다.

또한, 축열 부재(101)는, 기록 카드(70)의 가열시에 가열 부재(102)로부터 방출된 열을 보상하기 때문에, 복수의 기록 카드(70)가 순차적으로 가열되는 경우의 가열면의 온도 변동을 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 가열 장치(100)에서는, 열용량 및 열전도율이 큰 축열 부재(101) 및 가열 부재(102)를 구비하고 있기 때문에, 복수의 기록 카드(70)가 순차적으로 가열되는 경우에 가열 부재(102)의 가열면의 온도 변동을 감소시키고, 가열 부재(102)에 인가되는 전체 전력량을 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 소거 장치(30)에서는, 가열 장치(100)를 이용하여, 기록 카드(70)에 기록된 정보를 소거한다. 따라서, 기록 카드(70)를 균일하게 가열할 수 있고, 기록된 정보를 균일하게 소거할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 프린터(10)에서는, 소거 장치(30)로, 가열 장치(100)를 이용하여, 기록 카드(70)에 기록된 정보를 소거할 수 있다. 따라서, 기록된 정보가 균일하게 소거될 수 있다. 또한, 기록 장치(50)에서는, 기록된 정보가 이미 균일하게 소거된 기록 카드(70)에 정보가 기록되기 때문에, 정밀도하게 정보를 기록할 수 있다.

본 실시예에서는, 프린터(10)로 기록 카드(70)에 대하여 정보의 소거 등을 행하는 경우에 대해서 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술된 실시예로 한정되지 않음을 주목해야 한다. 어떤 다른 감열성의 기록 용지가 정보의 소거 및 기록에 사용될 수 있다.

또한, 도 3 에 도시되는 감열 특성은 기록 카드(70)의 단지 일례를 나타내므로, 기록 카드(70)는 어떤 다른 감열 특성을 가질 수도 있다. 이 경우에는, 소거 장치(30) 및 기록 장치(50)에서의 가열 온도를 적절히 조정함으로써 감열 특성에 대응하는 것이 가능해진다.

본 발명의 실시예에서 축열 부재(101) 및 가열 부재(102)의 소재로서 알루미늄을 이용하였지만, 열전도율이 높은 구리 등의 어떤 다른 금속 소재를 사용할 수도 있음을 주목해야 한다.

도 15a 내지 도 19 는, 축열 부재(101)와 가열 부재(102)의 소재가, 각각 열전도율 396 W/(m*℃)의 구리, 열전도율 237 W/(m*℃)의 알루미늄, 열전도율 120 W/(m*℃)의 알루미늄, 열전도율 80 W/(m*℃)의 철, 열전도율 52 W/(m*℃)의 어닐링된 구리, 열전도율 33 W/(m*℃)의 알루미늄, 열전도율 10 W/(m*℃)의 가상 재료, 열전도율 1 W/(m*℃)의 가상 재료, 열전도율 0.18 W/(m*℃)의 수지이고 기록 카드(70)의 정보의 소거를 행하였을 때의, 가열 장치(100)의 각 부에서의 온도 변화의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 도 15a 내지 도 19b 그리고 다음의 표 3 에 의해 예시된 바와 같이, 소거 처리가 시작된 후 2초 후의 가열 부재(102)의 온도는 소재의 열전도율값에 의존한다.

[표 3]

표 3 에서는, 30 W/(m·℃) 이상의 열전도율을 가지는 재료가, 소거 동작의 개시후 2초 후의 온도가 403 K 이상이 되기 때문에, 축열 부재(101) 및 가열 부재(102)에 사용될 수 있음을 나타낸다. 또한, 외부 환경의 온도 변동 등을 고려하면, 50 W/(m*℃) 이상의 열전도율을 가지는 소재를 이용하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 바람직하게 사용되는 소재는, 전술한 알루미늄 및 어닐링된 구리 이외에 약 2000 W/(m*℃) 의 열전도율을 가지는 다이아몬드를 포함한다.

또한, 기록 대상이 되는 기록 매체의 재료가 경질인 경우에는, 가열면에 예컨대 니켈 도금 등을 실시하여, 가열면의 내마모성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는, 발열 부재(103)로서 면상 발열체를 이용하였지만, 본 발명은 이러한 면상 발열체로 한정되지 않고, 저항의 표면에 산화막 등의 절연막이 형성된 저항과 같은 어떤 다른 구성요소를 가열 부재(102) 내에 주입하여 일체적으로 형성할 수도 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 프린터(10)에서는 가열 장치(100)를 소거 헤드로서 이용하였지만, 본 발명은 이러한 실시예로 한정되는 것이 아니라, 감열 특성을 갖는 감열 매체를 균일하게 가열하는 어떤 애플리케이션에 적합하게 된다. 일례로서 도 6은, 잉크 리본(207)에 도포된 잉크를 기록 매체(70')에 전사하는 전사 장치(200)를 도시한다. 이 전사 장치(200)에서는, 플래튼 롤러(205)에 의해 가열 장치(100)에 대하여 기록 매체(70')가 상대 이동되고, 공급 리본 코어(201)에 권회된 잉크 리본(207)은, 한 쌍의 보조 롤러(203, 204), 가이드 롤러(206) 및 권취 리본 코어(202)가 협동함으로써, 기록 매체(70')의 상면에 공급된다. 그 후, 기록 매체(70')의 상면에 공급된 잉크 리본(207)의 상면이 가열 장치(100)에 의해 가열된다. 이러한 특징으로 인하여, 잉크 리본(207)의 하면에 도포된 잉크가, 기록 매체(70')의 상면에 전사된다. 이와 같이, 본 발명에 따른 가열 장치(100)는, 감열 기록 매체에 기록된 정보를 소거하는 장치일뿐만 아니라, 잉크 등의 코팅제를 기록 매체에 전사하는 전사 장치, 및 라미네이터를 포함한 장치에도 사용될 수 있다.

Claims

전기에너지가 변환된 열에너지를 이용하여, 감열 매체를 가열하는 가열 장치로서,

표면이 전기적 절연체로 피복된, 상기 전기에너지를 상기 열에너지로 변환하는 면상(面狀) 발열체와;

상기 발열체의 일측면에 접촉하여 배치되어 있는 가열 부재와;

상기 발열체의 타측면에 접촉하여 배치되고, 상기 발열체로부터의 열에너지를 축열하는 축열 부재

를 포함하는 가열 장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 발열체의 일측면의 온도 분포는 불균일한 것인 가열 장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 축열 부재의 열전도율은 30 W/(m*℃) 과 2000 W/(m*℃) 사이의 범위를 갖는 것인 가열 장치.
제1항에 있어서, 상기 가열 부재의 열용량 및 열전도율 중 하나 이상은, 각각 상기 축열 부재의 열용량 및 열전도율과 실질적으로 동일한 것인 가열 장치.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 가열 부재의 상기 면상 발열체에 접촉하는 면의 면적은, 상기 면상 발열체의 상기 일측면의 유효 발열 면적의 1배 이상에서 4배 이하인 것인 가열 장치.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 가열 부재의 상기 감열 매체에 대향하는 면에는, 보호층이 형성되어 있는 것인 가열 장치.
열가역적으로 발색 및 탈색하는 감열 기록 매체에 기록된 정보를 소거하는 소거 장치로서,

상기 감열 기록 매체를 가열하여, 상기 정보를 소거하는 제1항 또는 제3항에 기재된 가열 장치; 및

상기 가열 장치에 대하여 상기 감열 기록 매체를 상대 이동시키는 플래튼 롤러를 포함하는 소거 장치.
열가역적으로 발색 및 탈색하는 감열 기록 매체에 대하여, 정보의 기록 및 소거를 행하는 정보 기록 소거 장치로서,

상기 감열 기록 매체를 가열하여, 상기 감열 기록 매체에 기록된 정보를 소거하는 제9항에 기재된 소거 장치; 및

상기 소거 장치에 의해 정보가 소거된 상기 감열 기록 매체에, 정보를 기록하는 기록 장치를 포함하는 정보 기록 소거 장치.
잉크 리본의 일측면에 도포된 코팅제를 물체에 전사하는 전사 장치로서,

상기 잉크 리본의 타측면을 가열하여, 상기 코팅제를 상기 물체에 전사하는 제1항 또는 제3항에 기재된 가열 장치; 및

상기 물체를, 상기 잉크 리본에 가압하면서, 상기 가열 장치에 대하여 상기 물체를 상대 이동시키는 플래튼 롤러를 포함하는 전사 장치.