TWI768042B - 光學裝置、描繪及消除裝置、與照射方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之一實施形態之光學裝置係對可逆性記錄媒體進行資訊之寫入及消除中之至少一者之裝置。該光學裝置具備:複數個雷射元件,其等於近紅外區(700 nm~2500 nm)發光波長互不相同;光學系統,其將自複數個雷射元件出射之雷射光合波;及掃描器部,其使藉由光學系統進行合波所獲得之合波光於可逆性記錄媒體上進行掃描。
Description
本發明係關於一種光學裝置、描繪及消除裝置、與照射方法。
使用隱色色素等感熱顯色性組合物之感熱方式之記錄媒體正在普及(例如,參照專利文獻1~3)。目前,此種記錄媒體中,一旦寫入則無法消除之不可逆性之記錄媒體、與能夠進行任意次改寫之可逆性之記錄媒體已實用化。於可逆性之記錄媒體中,單色顯示已實用化,另一方面,全彩顯示尚未實用化。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2004-74584號公報 [專利文獻2]日本專利特開2004-188827號公報 [專利文獻3]日本專利特開2011-104995號公報
然,於感熱方式之記錄媒體中,若於寫入或消除時施加過剩之熱量,則有記錄媒體變形之虞。因此,期望提供一種能夠抑制記錄媒體之變形之光學裝置、描繪及消除裝置、與照射方法。
本發明之一實施形態之光學裝置係對可逆性記錄媒體進行資訊之寫入及消除中之至少一者之裝置。此處,可逆性記錄媒體具備包含可逆性感熱顯色性組合物與光熱轉換劑之複數個記錄部。於該可逆性記錄媒體中,進而,各可逆性感熱顯色性組合物之顯色色調針對每一記錄部不同,並且各光熱轉換劑之吸收波長針對每一記錄部於近紅外區(700 nm~2500 nm)不同。光學裝置具備:複數個雷射元件,其等於近紅外區發光波長互不相同;光學系統,其將自複數個雷射元件出射之雷射光合波;及掃描器部,其使藉由光學系統進行合波所獲得之合波光於可逆性記錄媒體上進行掃描。
本發明之一實施形態之描繪及消除裝置具備:複數個雷射元件,其等於近紅外區發光波長互不相同;光學系統,其將自複數個雷射元件出射之雷射光合波;及掃描器部,其使藉由光學系統進行合波所獲得之合波光於可逆性記錄媒體上進行掃描。
本發明之一實施形態之描繪方法包含對可逆性記錄媒體進行以下操作:將自於近紅外區發光波長互不相同之複數個雷射元件出射之雷射光合波,使藉此獲得之合波光於可逆性記錄媒體上進行掃描,藉此進行資訊之寫入及消除中之至少一者, 上述可逆性記錄媒體具備包含可逆性感熱顯色性組合物與光熱轉換劑之複數個記錄部,且各可逆性感熱顯色性組合物之顯色色調針對每一記錄部不同,並且各光熱轉換劑之吸收波長針對每一記錄部於近紅外區(700 nm~2500 nm)不同。
本發明之一實施形態之光學裝置、描繪及消除裝置、與描繪方法中,將自於近紅外區發光波長互不相同之複數個雷射元件出射之雷射光合波,使藉此獲得之合波光於可逆性記錄媒體上進行掃描。如此,藉由同時驅動各雷射元件,與將各雷射元件於時間上分開地驅動之情形相比,自熱擴散之觀點而言,寫入效率或消除效率變佳。藉此,寫入或消除所需之能量變低。
根據本發明之一實施形態之光學裝置、描繪及消除裝置、與描繪方法,由於使寫入或消除所需之能量變低,故可抑制記錄媒體之變形。再者,本發明之效果未必限定於此處記載之效果,亦可為本說明書中記載之任一效果。
以下,參照圖式對用以實施本發明之形態詳細地進行說明。以下之說明係本發明之一具體例,本發明並非限定於以下之態樣。
<1.實施形態> [構成] 對本發明之一實施形態之描繪裝置1進行說明。描繪裝置1相當於本發明之「描繪及消除裝置」之一具體例。圖1係表示本實施形態之描繪裝置1之系統構成例之圖。描繪裝置1對可逆性記錄媒體100進行資訊之寫入及消除。首先,對可逆性記錄媒體100進行說明,然後,對描繪裝置1進行說明。
(可逆性記錄媒體100) 圖2係表示可逆性記錄媒體100中包含之各層之構成例。可逆性記錄媒體100具備顯色色調互不相同之複數個記錄層133。記錄層113相當於本發明之「記錄部」之一具體例。可逆性記錄媒體100例如成為將記錄層113與隔熱層114交替積層於基材110上而成之構造。
可逆性記錄媒體100例如於基材110上具備基底層112、3個記錄層113(113a、113b、113c)、2個隔熱層114(114a、114b)、及保護層115。3個記錄層13(113a、113b、113c)自基材110側依序配置記錄層113a、記錄層113b、及記錄層113c。2個隔熱層114(114a、114b)自基材110側依序配置隔熱層114a、隔熱層114b。基底層112與基材110之表面相接而形成。保護層115形成於可逆性記錄媒體100之最表面。
基材110支持各記錄層113及各隔熱層114。基材110係作為用以於其表面形成各層之基板而發揮功能。基材110可為使光透過者,亦可為不使光透過者。於不使光透過之情形時,基材110之表面之顏色例如可為白色,亦可為除白色以外之顏色。基材110例如由ABS(acrylonitrile-butadiene-styrene,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)樹脂構成。基底層112係具有使記錄層113a與基材110之密接性提高之功能者。基底層112例如由使光透過之材料構成。
3個記錄層113(113a、113b、113c)係可使狀態於顯色狀態與消色狀態之間可逆地變化者。3個記錄層113(113a、113b、113c)係以顯色狀態下之顏色成為互不相同之顏色之方式構成。3個記錄層113(113a、113b、113c)分別包含隱色色素100A(可逆性感熱顯色性組合物)、與寫入時發熱之光熱轉換劑100B(光熱轉換劑)而構成。3個記錄層13(113a、113b、113c)分別進而包含顯色劑及聚合物而構成。
隱色色素100A係藉由熱與顯色劑結合而成為顯色狀態、或與顯色劑分離而成為消色狀態者。各記錄層113(113a、113b、113c)中包含之隱色色素100A之顯色色調針對每一記錄層113不同。記錄層113a所包含之隱色色素100A藉由利用熱與顯色劑結合而顯色為深紅色。記錄層113b所包含之隱色色素100A藉由利用熱與顯色劑結合而顯色為青色。記錄層113c所包含之隱色色素100A藉由利用熱與顯色劑結合而顯色為黃色。3個記錄層113(113a、113b、113c)之位置關係並非限定於上述例。又,3個記錄層113(113a、113b、113c)於消色狀態下為透明。藉此,可逆性記錄媒體100可使用色域較寬之顏色而記錄圖像。
光熱轉換劑100B係吸收近紅外區(700 nm~2500 nm)之光而產生熱者。再者,於本說明書中,所謂近紅外區係指700 nm~2500 nm之波段。各記錄層113(113a、113b、113c)所包含之光熱轉換劑100B之吸收波長於近紅外區(700 nm~2500 nm)互不相同。圖3係表示各記錄層113(113a、113b、113c)中包含之光熱轉換劑100B之吸收波長之一例者。例如,如圖3(A)所示,記錄層113c所包含之光熱轉換劑100B於800 nm具有吸收峰值。例如,如圖3(B)所示,記錄層113b所包含之光熱轉換劑110B於860 nm具有吸收峰值。例如,如圖3(C)所示,記錄層113a所包含之光熱轉換劑100B於915 nm具有吸收峰值。各記錄層113(113a、113b、113c)中包含之光熱轉換劑100B之吸收峰值並非限定於上述例。
隔熱層114a係用以使記錄層113a與記錄層113b之間不易相互傳熱者。隔熱層114b係用以使記錄層113b與記錄層113c之間不易相互傳熱者。保護層115係用以保護可逆性記錄媒體100之表面者,其作為可逆性記錄媒體100之外覆層而發揮功能。2個隔熱層114(114a、114b)及保護層115由透明之材料構成。可逆性記錄媒體100例如亦可於保護層115之正下方具備剛性相對較高之樹脂層(例如,PEN(polyethylenenaphthelate,聚萘二甲酸乙二酯)樹脂層)等。
[製造方法] 其次,對可逆性記錄媒體100中之若干層之具體的製造方法進行說明。
使用搖擺磨機使含有下述材料之塗料分散2小時。將藉此獲得之塗料以線棒塗佈器進行塗佈,並於70℃下實施5分鐘加熱乾燥處理。以此方式形成厚度3 μm之記錄層13。
用以形成記錄層113a之塗料中包含以下材料。 • 隱色色素(2重量份) [化1]• 顯色/還原劑(developing/reducing reagent)(4重量份) [化2]• 氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(5重量份) 氯乙烯90%,乙酸乙烯酯10%,平均分子量(M.W.)115000 • 甲基乙基酮(methyl ethyl ketone,MEK)(91重量份) • 光熱轉換劑 花青系紅外線吸收色素:0.19重量份 (H. W. SANDS公司製造,SDA7775,吸收波長峰值:933 nm)
用以形成記錄層113b之塗料中包含以下材料。 • 隱色色素(1.8重量份) [化3]• 顯色/還原劑(4重量份) [化4]• 氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(5重量份) 氯乙烯90%,乙酸乙烯酯10%,平均分子量(M.W.)115000 • 甲基乙基酮(MEK)(91重量份) • 光熱轉換劑 花青系紅外線吸收色素:0.12重量份 (H. W. SANDS公司製造,SDA5688,吸收波長峰值861 nm)
用以形成記錄層113c之塗料中包含以下材料。 • 隱色色素100A(1.3重量份) [化5]• 顯色/還原劑(4重量份) [化6]• 氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(5重量份) 氯乙烯90%,乙酸乙烯酯10%,平均分子量(M.W.)115000 • 甲基乙基酮(MEK)(91重量份) • 光熱轉換劑 花青系紅外線吸收色素:0.10重量份 (日本化藥製,CY-10,吸收波長峰值798 nm)
塗佈聚乙烯醇水溶液,並使其乾燥。以此方式形成厚度20 μm之隔熱層114。又,於塗佈紫外線硬化性樹脂之後,照射紫外線而使其硬化。以此方式形成厚度約2 μm之保護層115。
(描繪裝置1) 其次,對本實施形態之描繪裝置1進行說明。
描繪裝置1具備信號處理電路10、雷射驅動電路20、光源部30、調整機構40、掃描器驅動電路50、及掃描器部60。
信號處理電路10例如與雷射驅動電路20一起,根據可逆性記錄媒體100之特徵、或對可逆性記錄媒體100寫入之條件,控制施加至光源部30(例如,下述之各光源31A、31B、31C)之電流脈衝之峰值等。信號處理電路10例如由自外部輸入之圖像信號Din,與掃描器部50之掃描器動作同步地產生與雷射光之波長等特性相應之圖像信號。於描繪裝置1對可逆性記錄媒體100進行寫入時,圖像信號Din包含寫入至可逆性記錄媒體100之圖像資料。於描繪裝置1對可逆性記錄媒體10進行所寫入之資訊之消除時,圖像信號Din包含用以將寫入至可逆性記錄媒體100之圖像消除之圖像資料。
信號處理電路10例如將所輸入之圖像信號Din轉換(色域轉換)成與光源部30之各光源之波長相應之圖像信號。信號處理電路10例如產生與掃描器部50之掃描器動作同步之投影影像時脈信號。信號處理電路10例如產生如雷射光按照所產生之圖像信號發光般之投影圖像信號。信號處理電路10例如將所產生之投影圖像信號輸出至雷射驅動電路20。又,信號處理電路10例如視需要將投影圖像時脈信號輸出至雷射驅動電路20。此處,所謂「視需要」係指如下所述使高頻信號之信號源與圖像信號同步時使用投影圖像時脈信號之情形等。
雷射驅動電路20例如根據與各波長相應之投影影像信號而驅動光源部30之各光源31A、31B、31C。雷射驅動電路20例如為了描繪與投影圖像信號相應之圖像而控制雷射光之亮度(明暗)。雷射驅動電路20例如具有驅動光源31A之驅動電路20A、驅動光源31B之驅動電路20B、及驅動光源31C之驅動電路20C。光源31A、31B、31C出射近紅外區之雷射光。光源31A例如係出射發光波長λ1之雷射光La之半導體雷射。光源31B例如係出射發光波長λ2之雷射光Lb之半導體雷射。光源31C例如係出射發光波長λ3之雷射光Lc之半導體雷射。發光波長λ1、λ2、λ3例如滿足以下之式(1)、式(2)、式(3)。
λa1-20 nm<λ1<λa1+20 nm…(1) λa2-20 nm<λ2<λa1+20 nm…(2) λa1-20 nm<λ3<λa1+20 nm…(3)
此處,λa1係記錄層113a之吸收波長(吸收峰值波長),例如為915 nm。λa2係記錄層113b之吸收波長(吸收峰值波長),例如為860 nm。λa3係記錄層113c之吸收波長(吸收峰值波長),例如為800 nm。再者,式(1)、式(2)、式(3)中之「±10 nm」係指容許誤差範圍。於發光波長λ1、λ2、λ3滿足式(1)、式(2)、式(3)之情形時,發光波長λ1例如為915 nm,發光波長λ2例如為860 nm,發光波長λ3例如為800 nm。
光源部30具有於近紅外區發光波長互不相同之複數個光源。光源部30例如具有3個光源31A、31B、31C。光源部30進而具有例如將自複數個光源(例如,3個光源31A、31B、31C)出射之雷射光合波之光學系統。光源部30例如具有2個反射鏡32a、32d、2個分色鏡32b、32c、及透鏡32e作為此種光學系統。
自2個光源31A、31B出射之各雷射光La、Lb例如藉由準直透鏡而成為大致平行光(準直光)。其後,例如,雷射光La經反射鏡32a反射並且經分色鏡32b反射,雷射光Lb透過分色鏡32b,藉此使雷射光La與雷射光La合波。雷射光La與雷射光La之合波光透過分色鏡32c。
自光源31C出射之雷射光Lc例如藉由準直透鏡而成為大致平行光(準直光)。其後,雷射光Lc例如經反射鏡32d反射並且經分色鏡32c反射。藉此,透過分色鏡32c之上述合波光、與經分色鏡32c反射之雷射光Lc合波。光源部32例如將由上述光學系統進行合波所獲得之合波光Lm輸出至掃描器部50。
調整機構40係用以調整自光源部32出射之合波光Lm之焦距之機構。調整機構40例如係藉由使用者之手動操作而調整透鏡32e之位置之機構。再者,調整機構40亦可為藉由機械之操作而調整透鏡32e之位置之機構。
掃描器驅動電路50例如與自信號處理電路10輸入之投影影像時脈信號同步地驅動掃描器部50。又,掃描器驅動電路40例如於自掃描器部60輸入下述之2軸掃描器61等之照射角度相關之信號之情形時,根據該信號,以成為所期望之照射角度之方式驅動掃描器部60。
掃描器部60例如使自光源部30入射之合波光Lm於可逆性記錄媒體100之表面上按線序進行掃描。掃描器部60例如具有2軸掃描器61、及fθ透鏡62。2軸掃描器61例如係檢流計鏡。fθ透鏡62將2軸掃描器61之等速旋轉運動轉換為於焦點平面(可逆性記錄媒體100之表面)上移動之點之等速直線運動。
其次,對描繪裝置1之資訊之寫入、消除進行說明。
[寫入] 首先,準備可逆性記錄媒體100,並安裝於描繪裝置1(步驟S101,圖4)。其次,描繪裝置1例如自光源31A、光源31B及光源31C中之至少1個光源出射雷射光,且使其於可逆性記錄媒體100上進行掃描(步驟S102,圖4)。此時,於光源部30自光源31A、光源31B及光源31C中之至少2個光源出射雷射光之情形時,將自2個光源出射之雷射光彼此合波而輸出。又,光源部30於對可逆性記錄媒體100進行寫入時,於以寫入對象之記錄層113之溫度藉由光熱轉換劑100B之發熱而成為顯色溫度以上之方式設定的條件下輸出雷射光。
其結果,例如發光波長800 nm之雷射光La被記錄層113c內之光熱轉換劑100B吸收,藉此,利用自光熱轉換劑100B產生之熱而使記錄層113c內之隱色色素100A達到寫入溫度,與顯色劑結合而顯色黃色。黃色之顯色密度取決於發光波長800 nm之雷射光La之強度。又,例如發光波長860 nm之雷射光Lb被記錄層113b內之光熱轉換劑100B吸收,藉此,利用自光熱轉換劑100B產生之熱而使記錄層113b內之隱色色素100A達到寫入溫度,與顯色劑結合而顯色青色。青色之顯色密度取決於發光波長860 nm之雷射光Lb之強度。又,例如發光波長915 nm之雷射光Lc被記錄層113a內之光熱轉換劑100B吸收,藉此,利用自光熱轉換劑100B產生之熱而使記錄層113a內之隱色色素100A達到寫入溫度,與顯色劑結合而顯色深紅色。深紅色之顯色密度取決於發光波長915 nm之雷射光Lc之強度。其結果,藉由黃色、青色及深紅色之混色而顯色所期望之顏色。以此方式,描繪裝置1進行可逆性記錄媒體100中之資訊之寫入。
[消除] 首先,準備以如上方式寫入了資訊之可逆性記錄媒體100,並安裝於消除裝置1(步驟S101,圖4)。其次,描繪裝置1例如自光源31A、光源31B及光源31C中之至少1個光源出射雷射光,且使其於可逆性記錄媒體100上進行掃描(步驟S102,圖4)。此時,於光源部30自光源31A、光源31B及光源31C中之至少2個光源出射雷射光之情形時,將自2個光源出射之雷射光彼此合波而輸出。又,光源部30於對可逆性記錄媒體100進行所寫入之資訊之消除時,於以消除對象之記錄層113之溫度藉由光熱轉換劑100B之發熱而成為消色溫度以上且未達顯色溫度之方式設定的條件下輸出雷射光。
其結果,於照射至可逆性記錄媒體100之雷射光包含發光波長800 nm之雷射光La之情形時,發光波長800 nm之雷射光La被記錄層113c內之光熱轉換劑100B吸收,藉此,利用自光熱轉換劑100B產生之熱而使記錄層113c內之隱色色素100A達到消色溫度以上且未達顯色溫度,與顯色劑分離而消色。此處,自記錄層113c內之光熱轉換劑100B產生之熱傳導至各記錄層113,於各記錄層113內之隱色色素100A達到消色溫度以上且未達顯色溫度之情形時,各記錄層113內之隱色色素100A與顯色劑分離而消色。
又,於照射至可逆性記錄媒體100之雷射光包含發光波長860 nm之雷射光Lb之情形時,發光波長860 nm之雷射光Lb被記錄層113b內之光熱轉換劑100B吸收,藉此,利用自光熱轉換劑100B產生之熱而使記錄層113b內之隱色色素100A達到消色溫度以上且未達顯色溫度,與顯色劑分離而消色。此處,自記錄層113b內之光熱轉換劑100B產生之熱傳導至各記錄層113,於各記錄層113內之隱色色素100A達到消色溫度以上且未達顯色溫度之情形時,各記錄層113內之隱色色素100A與顯色劑分離而消色。
又,於照射至可逆性記錄媒體100之雷射光包含發光波長915 nm之雷射光Lc之情形時,發光波長915 nm之雷射光Lc被記錄層113a內之光熱轉換劑100B吸收,藉此,利用自光熱轉換劑100B產生之熱而使記錄層113a內之隱色色素100A達到消色溫度以上且未達顯色溫度,與顯色劑分離而消色。此處,自記錄層113a內之光熱轉換劑100B產生之熱傳導至各記錄層113,於各記錄層113內之隱色色素100A達到消色溫度以上且未達顯色溫度之情形時,各記錄層113內之隱色色素100A與顯色劑分離而消色。以此方式,描繪裝置1進行可逆性記錄媒體100中之資訊之消除。
且說,描繪裝置1具備控制機構,該控制機構係以對可逆性記錄媒體100進行所寫入之資訊之消除時的可逆性記錄媒體100上之能量密度[W/cm2
]小於對可逆性記錄媒體100進行寫入時的可逆性記錄媒體100上之能量密度[W/cm2
]之方式,控制可逆性記錄媒體100上之能量密度[W/cm2
]。
例如,信號處理電路10及雷射驅動電路20亦可具備以使光源部30(例如,光源31A、光源31B、光源31C)之於消除時之雷射功率小於光源部30之於寫入時之雷射功率之方式控制光源部30的機構作為上述控制機構。例如,如圖5(A)所示,信號處理電路10及雷射驅動電路20於對可逆性記錄媒體100進行寫入時,亦可以使來自光源部30之輸出脈衝之峰值成為W1之方式控制供給至光源部30之電流脈衝之峰值等。進而,例如,如圖5(B)所示,信號處理電路10及雷射驅動電路20於可逆性記錄媒體100之消除時,亦可以使來自光源部30之輸出脈衝之峰值成為W2(W2<W1)之方式控制供給至光源部30之電流脈衝之峰值等。
又,例如,信號處理電路10及雷射驅動電路20中,作為上述控制機構,亦可以使光源部30(例如,光源31A、光源31B、光源31C)之於消除時之雷射脈衝之照射時間ΔT2較光源部30之於寫入時之照射時間ΔT1短的方式控制光源部30。例如,如圖6(A)所示,信號處理電路10及雷射驅動電路20於對可逆性記錄媒體100進行寫入時,亦可以使光源部30(例如,光源31A、光源31B、光源31C)之於寫入時之雷射脈衝之照射時間(脈衝寬度)成為ΔT1的方式控制供給至光源部30之電流脈衝之脈衝寬度等。進而,例如,如圖6(B)所示,信號處理電路10及雷射驅動電路20於可逆性記錄媒體100之消除時,亦可以使光源部30(例如,光源31A、光源31B、光源31C)之於消除時之雷射脈衝之照射時間(脈衝寬度)成為ΔT2(ΔT2<ΔT1)的方式控制供給至光源部30之電流脈衝之脈衝寬度等。
又,例如,信號處理電路10及雷射驅動電路20中,作為上述控制機構,亦可以如下方式控制光源部30,即,光源部30(例如,光源31A、光源31B、光源31C)之於消除時之雷射脈衝成為矩形狀,而且光源部30之於寫入時之雷射脈衝成為與消除時之波形不同之波形。例如,如圖7(A)所示,信號處理電路10及雷射驅動電路20亦可以使光源部30(例如,光源31A、光源31B、光源31C)之於消除時之雷射脈衝成為矩形狀之方式控制光源部30。進而,例如,如圖7(B)所示,信號處理電路10及雷射驅動電路20亦可以使光源部30之於寫入時之雷射脈衝成為三角形狀的方式控制光源部30。
又,例如,信號處理電路10及掃描器驅動電路50中,作為上述控制機構,亦可以使光源部30(例如,光源31A、光源31B、光源31C)之於消除時之掃描速度較光源部30之於寫入時之掃描速度快的方式控制掃描器驅動電路50。
又,例如,調整機構40亦可具備進行雷射光La、雷射光Lb、雷射光Lc或合波光Lm之焦距調整之機構作為上述控制機構。例如,如圖8(A)所示,信號處理電路10及雷射驅動電路20亦可以使光源部30(例如,光源31A、光源31B、光源31C)之於寫入時之點徑成為ΔD1之方式調整透鏡32e。進而,例如,如圖8(B)所示,信號處理電路10及雷射驅動電路20亦可以使光源部30之於消除時之點徑成為ΔD2(ΔD2>ΔD1)之方式調整透鏡32e。
[實施例] 其次,與比較例加以對比而對本實施形態之描繪裝置1之實施例進行說明。圖9、圖10係表示實施例之描繪裝置1之實驗結果。圖11、圖12、圖13係表示比較例之描繪裝置之實驗結果。圖9中記載之實施例1~10係寫入時之實驗結果,圖10中記載之實施例11~20係消除時之實驗結果。
[實施例1、8~10、11] 於以下敍述之條件下對可逆性記錄媒體100進行寫入、消除,進行反射密度(OD)之測定。於寫入時,將發光波長800 nm、860 nm及915 nm分別各輸出2 W,使各自之點徑為70 μm,且使各自之掃描速度為5 m/sec,於該條件下,對可逆性記錄媒體100進行實心圖像之寫入,測定反射密度。於消除時,將發光波長800 nm、860 nm及915 nm分別各輸出2 W,使各自之點徑為500 μm,且使各自之掃描速度為0.5 m/sec,於該條件下,對可逆性記錄媒體100進行所寫入之實心圖像之消除,測定消除後之反射密度。
[實施例2~7] 於圖9所記載之實施例2~7中,於對照圖9所記載之實施例1使雷射功率、點徑、掃描速度變化之各條件下,對可逆性記錄媒體100測定進行雷射照射時之寫入後之反射密度。
[實施例12~20] 於圖10所記載之實施例12~20中,對圖9所記載之實施例2~10中進行了寫入之可逆性記錄媒體100,於使雷射功率、點徑、掃描速度變化之各條件下,測定進行雷射照射時之消除後之反射密度。
於實施例11~20中,反射密度均成為0.2以下,寫入至可逆性記錄媒體100之實心圖像均被消除。於實施例18、19中,將點徑擴大等,使照射可逆性記錄媒體100之雷射光之能量密度較寫入時降低。如此,藉由調整寫入條件與消除條件而能夠於同一裝置進行改寫。
圖11中表示於與實施例1、5、6、7相同之條件下,將各雷射照射自短波長側以其他照射進行照射所獲得之實心圖像之反射密度。比較例1~4中,與實施例相比較可知,反射密度均降低,且為了獲得同等之反射密度而需要2.5 W左右之功率。又,較理想為必須使照射各雷射光之部位成為同一條線,且其對準精度亦成為±2 μm以下,為實現此,裝置成本將會上升。
圖12中表示於與實施例11、15、16、17相同之條件下,將各雷射照射自短波長側以其他照射進行照射時之反射密度。於比較例5~8中,反射密度均顯示0.2以上,並未被充分地消除。為了與實施例同等地消除,必須照射2.5 W左右之功率、或使掃描速度減慢至0.3 m/s左右,自消耗電力、產距之觀點而言不利。
圖13中表示於實施例1之條件下進行描繪,且將其藉由搭載於感熱印表機之消除用陶瓷棒消除時之反射密度。若減慢掃描速度,施加充足之熱量,則基材(ABS)會變形。另一方面,若為了抑制熱變形而加快掃描速度,則會產生未完全消除。根據以上之結果,於對耐熱溫度較低之基材進行消除時,較佳為利用雷射進行消除。
[效果] 其次,對本實施形態之描繪裝置1之效果進行說明。
使用隱色色素等感熱顯色性組合物之感熱方式之記錄媒體正在普及。目前,此種記錄媒體中,一旦寫入則無法消除之不可逆性之記錄媒體、與能夠進行任意次改寫之可逆性之記錄媒體已實用化。於可逆性之記錄媒體中,單色顯示已實用化,另一方面,全彩顯示尚未實用化。然,於感熱方式之記錄媒體中,若於寫入或消除時施加過剩之熱量,則有記錄媒體變形之虞。
另一方面,於本實施形態之描繪裝置1中,將自於近紅外區發光波長互不相同之複數個光源(例如,31A、31B、31C)出射之雷射光合波,使藉此獲得之合波光Lm於可逆性記錄媒體100上進行掃描。如此,藉由同時驅動各光源,與將各光源於時間上分開地驅動之情形相比,自熱擴散之觀點而言,寫入效率或消除效率變佳。藉此,寫入或消除所需之能量變低。其結果,可抑制可逆性記錄媒體100之變形。
又,於本實施形態之描繪裝置1中,於對可逆性記錄媒體100進行寫入時,於以寫入對象之記錄層113之溫度藉由光熱轉換劑100B之發熱而成為顯色溫度以上之方式設定的條件下輸出雷射光。藉此,可以寫入所需之能量密度進行雷射照射,並且可抑制可逆性記錄媒體100之變形。
又,於本實施形態之描繪裝置1中,於對可逆性記錄媒體100進行所寫入之資訊之消除時,於以消除對象之記錄層113之溫度藉由光熱轉換劑100B之發熱而成為消色溫度以上且未達顯色溫度之方式設定的條件下輸出雷射光。藉此,可以消除所需之能量密度進行雷射照射,並且可抑制可逆性記錄媒體100之變形。
又,於本實施形態之描繪裝置1中,以使對可逆性記錄媒體100進行所寫入之資訊之消除時的可逆性記錄媒體100上之能量密度[W/cm2
]小於對可逆性記錄媒體100進行寫入時的可逆性記錄媒體100上之能量密度[W/cm2
]的方式,控制可逆性記錄媒體100上之能量密度[W/cm2
]。藉此,可以寫入、消除所需之能量密度進行雷射照射,並且可抑制可逆性記錄媒體100之變形。
又,於本實施形態之描繪裝置1中,以使各光源(例如,31A、31B、31C)之於消除時之雷射功率小於各光源(例如,31A、31B、31C)之於寫入時之雷射功率的方式控制各光源(例如,31A、31B、31C)。藉此,可對可逆性記錄媒體100進行所寫入之資訊之消除。
又,於本實施形態之描繪裝置1中,以使各光源(例如,31A、31B、31C)之於消除時之雷射脈衝之照射時間ΔT2較各光源(例如,31A、31B、31C)之於寫入時之照射時間ΔT1短的方式控制各光源(例如,31A、31B、31C)。藉此,可使對可逆性記錄媒體100進行所寫入之資訊之消除時的可逆性記錄媒體100上之能量密度[W/cm2
]小於對可逆性記錄媒體100進行寫入時的可逆性記錄媒體100上之能量密度[W/cm2
]。其結果,可以寫入、消除所需之能量密度進行雷射照射,並且可抑制可逆性記錄媒體100之變形。
又,於本實施形態之描繪裝置1中,以如下方式控制各光源(例如,31A、31B、31C),即,各光源(例如,31A、31B、31C)之於消除時之雷射脈衝成為矩形狀,而且各光源(例如,31A、31B、31C)之於寫入時之雷射脈衝成為與消除時之波形不同之波形。藉此,可使對可逆性記錄媒體100進行所寫入之資訊之消除時的可逆性記錄媒體100上之能量密度[W/cm2
]小於對可逆性記錄媒體100進行寫入時的可逆性記錄媒體100上之能量密度[W/cm2
]。其結果,可以寫入、消除所需之能量密度進行雷射照射,並且可抑制可逆性記錄媒體100之變形。
又,於本實施形態之描繪裝置1中,以使各光源(例如,31A、31B、31C)之於消除時之掃描速度較各光源(例如,31A、31B、31C)之於寫入時之掃描速度快的方式控制掃描器驅動電路50。藉此,可使對可逆性記錄媒體100進行所寫入之資訊之消除時的可逆性記錄媒體100上之能量密度[W/cm2
]小於對可逆性記錄媒體100進行寫入時的可逆性記錄媒體100上之能量密度[W/cm2
]。其結果,可以寫入、消除所需之能量密度進行雷射照射,並且可抑制可逆性記錄媒體100之變形。
又,於本實施形態之描繪裝置1中,設置有進行雷射光La、雷射光Lb、雷射光Lc或合波光Lm之焦距調整之調整機構40。藉此,藉由在寫入時使焦距相對較小,於消除時使焦距相對較大,可使對可逆性記錄媒體100進行所寫入之資訊之消除時的可逆性記錄媒體100上之能量密度[W/cm2
]小於對可逆性記錄媒體100進行寫入時的可逆性記錄媒體100上之能量密度[W/cm2
]。其結果,可以寫入、消除所需之能量密度進行雷射照射,並且可抑制可逆性記錄媒體100之變形。
以上,列舉實施形態及其變化例說明了本發明,但本發明並不限定於上述實施形態等,能夠進行各種變化。
例如,於上述實施形態等中,可逆性記錄媒體100中交替積層有記錄層113與隔熱層114,但例如,可逆性記錄媒體100亦可包含含有隱色色素100A與光熱轉換劑100B之微囊而構成。又,例如,於上述實施形態等中,各記錄層113(113a、113b、113c)包含隱色色素100A作為可逆性感熱顯色性組合物,但亦可包含與隱色色素100A不同之材料。又,例如,於上述實施形態等中,描繪裝置1構成為對可逆性記錄媒體100進行資訊之寫入及消除,但亦可構成為對可逆性記錄媒體100進行資訊之寫入及消除中之至少一者。
再者,本說明書中記載之效果終究為例示。本發明之效果並不限定於本說明書中記載之效果。本發明亦可具有除本說明書中記載之效果以外之效果。
又,例如,本發明可採取如下構成。 (1) 一種光學裝置,其係對資訊記錄部進行資訊之寫入及消除中之至少一者,上述資訊記錄部具備包含可逆性感熱顯色性組合物與光熱轉換劑之複數個記錄部,各上述可逆性感熱顯色性組合物之顯色色調互不相同,並且各上述光熱轉換劑之吸收波長於近紅外區(700 nm~2500 nm)互不相同,且該光學裝置具備: 複數個雷射元件,其等於近紅外區發光波長互不相同; 光學系統,其將自上述複數個雷射元件出射之雷射光合波;及 掃描器部,其使藉由上述光學系統進行合波所獲得之合波光於上述資訊記錄部上進行掃描。 (2) 如(1)之光學裝置,其中各上述雷射元件於對上述資訊記錄部進行寫入時,於以寫入對象之上述記錄部之溫度藉由上述光熱轉換劑之發熱而成為顯色溫度以上之方式設定的條件下輸出雷射光。 (3) 如(2)之光學裝置,其中各上述雷射元件於對上述資訊記錄部進行所寫入之資訊之消除時,於以消除對象之上述記錄部之溫度藉由上述光熱轉換劑之發熱而成為消色溫度以上且未達顯色溫度之方式設定的條件下輸出雷射光。 (4) 如(3)之光學裝置,其進而具備控制機構,該控制機構係以使對上述資訊記錄部進行所寫入之資訊之消除時的上述資訊記錄部上之能量密度[W/cm2
]小於對上述資訊記錄部進行寫入時的上述資訊記錄部上之能量密度[W/cm2
]之方式,控制上述資訊記錄部上之能量密度[W/cm2
]。 (5) 如(4)之光學裝置,其中上述控制機構係雷射驅動電路,其以使各上述雷射元件之於消除時之雷射功率小於各上述雷射元件之於寫入時之雷射功率的方式控制各上述雷射元件。 (6) 如(4)之光學裝置,其中上述控制機構係雷射驅動電路,其以使各上述雷射元件之於消除時之雷射脈衝之照射時間較各上述雷射元件之於寫入時之照射時間短的方式控制各上述雷射元件。 (7) 如(4)之光學裝置,其中上述控制機構係雷射驅動電路,其以如下方式控制各上述雷射元件,即,各上述雷射元件之於消除時之雷射脈衝成為矩形狀,而且各上述雷射元件之於寫入時之雷射脈衝成為與消除時之波形不同之波形。 (8) 如(4)之光學裝置,其中上述控制機構係掃描器驅動電路,其以使各上述雷射元件之於消除時之掃描速度較各上述雷射元件之於寫入時之掃描速度快的方式控制上述掃描器部。 (9) 如(4)之光學裝置,其中上述控制機構係進行上述合波光之焦距調整之機構。 (10) 一種描繪及消除裝置,其具備: 複數個雷射元件,其等於近紅外區(700 nm~2500 nm)發光波長互不相同; 光學系統,其將自上述複數個雷射元件出射之雷射光合波;及 掃描器部,其使藉由上述光學系統進行合波所獲得之合波光於上述可逆性記錄媒體上進行掃描。 (11) 一種照射方法,其包含對資訊記錄部進行以下操作: 將自於近紅外區發光波長互不相同之複數個雷射元件出射之雷射光合波,使藉此獲得之合波光於上述資訊記錄部上進行掃描,藉此進行資訊之寫入及消除中之至少一者, 上述資訊記錄部具備包含可逆性感熱顯色性組合物與光熱轉換劑之複數個記錄部,且各上述可逆性感熱顯色性組合物之顯色色調互不相同,並且各上述光熱轉換劑之吸收波長於近紅外區(700 nm~2500 nm)互不相同。
本申請案係以於日本特許廳於2017年6月8日提出申請之日本專利申請號第2017-113452號為基礎而主張優先權者,藉由參照將該申請案之全部內容引用於本申請案。
只要為業者,則能根據設計上之必要條件或其他因素而想到各種修正、組合、次組合、及變更,但可理解,其等包含於隨附之申請專利範圍及其均等物之範圍內。
1‧‧‧描繪裝置10‧‧‧信號處理電路20‧‧‧雷射驅動電路20A‧‧‧驅動電路20B‧‧‧驅動電路20C‧‧‧驅動電路30‧‧‧光源部31A‧‧‧光源31B‧‧‧光源31C‧‧‧光源32a‧‧‧反射鏡32b‧‧‧分色鏡32c‧‧‧分色鏡32d‧‧‧反射鏡32e‧‧‧透鏡40‧‧‧調整機構50‧‧‧掃描器驅動電路60‧‧‧掃描器部61‧‧‧2軸掃描器62‧‧‧fθ透鏡100‧‧‧可逆性記錄媒體100A‧‧‧隱色色素100B‧‧‧光熱轉換劑110‧‧‧基材112‧‧‧基底層113‧‧‧記錄層113a‧‧‧記錄層113b‧‧‧記錄層113c‧‧‧記錄層114‧‧‧隔熱層114a‧‧‧隔熱層114b‧‧‧隔熱層115‧‧‧保護層Din‧‧‧圖像信號La‧‧‧雷射光Lb‧‧‧雷射光Lc‧‧‧雷射光Lm‧‧‧合波光S101‧‧‧步驟S102‧‧‧步驟ΔD1‧‧‧點徑ΔD2‧‧‧點徑ΔT1‧‧‧照射時間ΔT2‧‧‧照射時間
圖1係表示本發明之一實施形態之描繪裝置之概略構成例之圖。 圖2係表示可逆性記錄媒體之剖面構成例之圖。 圖3(A)~(C)係表示可逆性記錄媒體中包含之各記錄層之吸收波長之一例之圖。 圖4係表示雷射光對可逆性記錄媒體之照射順序之一例之圖。 圖5(A)、(B)係表示光源部之光輸出波形之一例之圖。 圖6(A)、(B)係表示光源部之光輸出波形之一例之圖。 圖7(A)、(B)係表示光源部之光輸出波形之一例之圖。 圖8(A)、(B)係表示藉由光源部之光輸出而形成之光點之一例之圖。 圖9係表示實施例之寫入實驗之結果之圖。 圖10係表示實施例之消除實驗之結果之圖。 圖11係表示比較例之寫入實驗之結果之圖。 圖12係表示比較例之消除實驗之結果之圖。 圖13係表示比較例之消除實驗之結果之圖。
1‧‧‧描繪裝置
10‧‧‧信號處理電路
20‧‧‧雷射驅動電路
20A‧‧‧驅動電路
20B‧‧‧驅動電路
20C‧‧‧驅動電路
30‧‧‧光源部
31A‧‧‧光源
31B‧‧‧光源
31C‧‧‧光源
32a‧‧‧反射鏡
32b‧‧‧分色鏡
32c‧‧‧分色鏡
32d‧‧‧反射鏡
32e‧‧‧透鏡
40‧‧‧調整機構
50‧‧‧掃描器驅動電路
60‧‧‧掃描器部
61‧‧‧2軸掃描器
62‧‧‧fθ透鏡
100‧‧‧可逆性記錄媒體
Din‧‧‧圖像信號
La‧‧‧雷射光
Lb‧‧‧雷射光
Lc‧‧‧雷射光
Lm‧‧‧合波光
Claims (9)
- 一種光學裝置,其係對可逆性記錄媒體進行資訊之寫入及消除中之至少一者,上述可逆性記錄媒體具備包含可逆性感熱顯色性組合物與光熱轉換劑之複數個記錄部,各上述可逆性感熱顯色性組合物之顯色色調針對上述記錄部中之每一個而不同,並且各上述光熱轉換劑之吸收波長針對上述記錄部中之每一個於近紅外區(700nm~2500nm)不同,且該光學裝置具備:複數個雷射元件,其等於近紅外區發光波長互不相同;光學系統,其將自上述複數個雷射元件出射之雷射光合波;及掃描器部,其使藉由上述光學系統進行合波所獲得之合波光於上述可逆性記錄媒體上進行掃描;各上述雷射元件於對上述可逆性記錄媒體進行寫入時,於以寫入對象之上述記錄部之溫度藉由上述光熱轉換劑之發熱而成為顯色溫度以上之方式設定的條件下輸出雷射光;各上述雷射元件於對上述可逆性記錄媒體進行所寫入之資訊之消除時,於以消除對象之上述記錄部之溫度藉由上述光熱轉換劑之發熱而成為消色溫度以上且未達顯色溫度之方式設定的條件下輸出雷射光。
- 如請求項1之光學裝置,其進而具備控制機構,該控制機構係以使對上述可逆性記錄媒體進行所寫入之資訊之消除時的上述可逆性記錄媒體上之能量密度[W/cm2]小於對上述可逆性記錄媒體進行寫入時的上述可逆性記錄媒體上之能量密度[W/cm2]之方式,控制上述可逆性記錄媒體上之能 量密度[W/cm2]。
- 如請求項2之光學裝置,其中上述控制機構係雷射驅動電路,其以使各上述雷射元件之於消除時之雷射功率小於各上述雷射元件之於寫入時之雷射功率的方式控制各上述雷射元件。
- 如請求項2之光學裝置,其中上述控制機構係雷射驅動電路,其以使各上述雷射元件之於消除時之雷射脈衝之照射時間較各上述雷射元件之於寫入時之照射時間短的方式控制各上述雷射元件。
- 如請求項2之光學裝置,其中上述控制機構係雷射驅動電路,其以如下方式控制各上述雷射元件,即,各上述雷射元件之於消除時之雷射脈衝成為矩形狀,而且各上述雷射元件之於寫入時之雷射脈衝成為與消除時之波形不同之波形。
- 如請求項2之光學裝置,其中上述控制機構係掃描器驅動電路,其以使各上述雷射元件之於消除時之掃描速度較各上述雷射元件之於寫入時之掃描速度快的方式控制上述掃描器部。
- 如請求項2之光學裝置,其中 上述控制機構係進行上述合波光之焦距調整之機構。
- 一種描繪及消除裝置,其具備:複數個雷射元件,其等於近紅外區(700nm~2500nm)發光波長互不相同;光學系統,其將自上述複數個雷射元件出射之雷射光合波;及掃描器部,其使藉由上述光學系統進行合波所獲得之合波光於具有顯色色調互不相同之複數個可逆性記錄部的可逆性記錄媒體上進行掃描,各上述雷射元件於對上述可逆性記錄媒體進行寫入時,於以寫入對象之上述記錄部之溫度藉由上述光熱轉換劑之發熱而成為顯色溫度以上之方式設定的條件下輸出雷射光;各上述雷射元件於對上述可逆性記錄媒體進行所寫入之資訊之消除時,於以消除對象之上述記錄部之溫度藉由上述光熱轉換劑之發熱而成為消色溫度以上且未達顯色溫度之方式設定的條件下輸出雷射光。
- 一種照射方法,其包含對可逆性記錄媒體進行以下操作:將自於近紅外區發光波長互不相同之複數個雷射元件出射之雷射光合波,使藉此獲得之合波光於上述可逆性記錄媒體上進行掃描,藉此進行資訊之寫入及消除中之至少一者,上述可逆性記錄媒體具備包含可逆性感熱顯色性組合物與光熱轉換劑之複數個記錄部,且各上述可逆性感熱顯色性組合物之顯色色調針對上述記錄部中之每一個而不同,並且各上述光熱轉換劑之吸收波長針對上述記錄部中之每一個於近紅外區(700nm~2500nm)不同, 各上述雷射元件於對上述可逆性記錄媒體進行寫入時,於以寫入對象之上述記錄部之溫度藉由上述光熱轉換劑之發熱而成為顯色溫度以上之方式設定的條件下輸出雷射光;各上述雷射元件於對上述可逆性記錄媒體進行所寫入之資訊之消除時,於以消除對象之上述記錄部之溫度藉由上述光熱轉換劑之發熱而成為消色溫度以上且未達顯色溫度之方式設定的條件下輸出雷射光。
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