JPH058505A - 記録媒体処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、記録媒体に対する記録及び消去を
確実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】 本発明は、記録媒体に対して可視像を記録す
べき記録情報を発生する発生部と、記録情報に基づいて
記録情報の記録単位内で複数の記録信号を生成する生成
部と、記録信号に応じて記録媒体に記録情報の記録単位
内で記録エネルギを複数回付与して可視像を記録する記
録部と、可視像を消去する消去手段とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱により可視像が記録
及び消去される記録媒体を処理する記録媒体処理装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のハードコピー記録は紙などの記録
材料に外部よりインクあるいはトナーなどの顕像材によ
り画像形成を行なうか、ある意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の記録層に可視像を形成
するなど永久画像を記録するものであった。しかし、各
種ネットワーク網の構築、ファクシミリ、複写機の普及
に伴いこれら記録材料の消費量の急激な増大は森林破壊
などの自然破壊問題、ゴミ処理などの社会問題を起こし
ている。これらの問題に対応するために記録紙の再生な
ど記録材料消費量の削減が強く要求されている。この課
題に対して記録、消去を繰り返し行なえる記録材料が注
目されている。

【０００３】この様な特性を持つ材料として、記録材料
に与えられる温度により透明状態及び白濁状態の両状態
を可逆的変換できる記録材料が提案されている。この記
録材料は、例えば透明状態において、その温度を温度Ｔ
₁から温度Ｔ₂に上昇させたとき、白濁状態から透明状態
に変化し、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、記録材料の温度を温度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に変化し、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
のような記録材料を用いてサーマルヘッドで記録したと
きの繰り返し記録における分解能の劣化についての検討
が報告されている（第４回ノンインパクトプリンティン
グ技術シンポジウム論文集，３−２，ｐ５７（昭和６２
年））。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
繰り返し記録及び消去可能な記録材料へ記録及び消去を
繰り返し行った場合には、記録画像の記録濃度が低下し
たり、消去漏れが発生したりし、正確な記録及び消去を
行うことができないという問題があった。

【０００５】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、記録媒体に対する記録及び消去
を確実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。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、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可視像が消去される記
録媒体に対して可視像を記録すべき記録情報を発生する
発生手段と、発生手段で発生された記録情報に基づいて
記録情報の記録単位内で複数の記録信号を生成する生成
手段と、生成手段で生成された記録信号に応じて記録媒
体に記録情報の記録単位内で記録エネルギを複数回付与
して可視像を記録する記録手段と、記録媒体に消去エネ
ルギを付与して記録手段により記録された可視像を消去
する消去手段とを具備したことを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明の記録媒体処理装置は、記録媒体に対し
て可視像を記録すべき記録情報を発生させ、記録情報に
基づいて記録情報の記録単位内で複数の記録信号を生成
させ、記録信号に応じて記録媒体に記録情報の記録単位
内で記録エネルギを複数回付与して可視像を記録し、ま
た、記録媒体に消去エネルギを付与して可視像を消去す
るものである。

【０００８】

【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。

【０００９】図１にサーマルヘッド熱記録手段をエネル
ギー付与手段とするリライタブル記録装置の概略構成を
示す。１０は装置全体の制御を行なうＣＰＵ，１１は記
録材料に記録および消去の熱エネルギーを与える発熱抵
抗体を有するサーマルヘッド、１２は発熱抵抗体への通
電を制御するサーマルヘッド駆動回路で、両者でエネル
ギー付与手段１３を構成している。１４は印字データに
対応したマークドットへの記録エネルギーおよび非印字
データに対応したスペースドットへの消去エネルギーを
演算する演算手段である通電時間演算回路、１５はカー
ド搬送手段であるローラ、プラテンなどの駆動源である
モータ、１６はモータの駆動回路、１７はモータの駆動
を制御する搬送モータ制御回路、１８は記録材料の位置
検出などのセンサ、１９はキャラクタージェネレータ、
２０はＲＡＭ、２１はＲＯＭである。記録材料が搬送さ
れてセンサ１８に先端検出され、所定の位置がサーマル
ヘッド１１の抵抗発熱体位置にくると記録が開始され
る。ＣＰＵ１０の制御により記録すべき印字データが発
生する。印字データはコードデータで、コードデータは
キャラクタジェネレータ１９でビットデータに変換され
てＲＡＭ２０に格納される。コードデータがビットデー
タに変換された後、ＣＰＵ１０からの印字指令によりＲ
ＡＭ２０からビットデータが順次、読み出される。読み
だされたビットデータは通電時間演算回路１４によって
通電時間が決められる。サーマルヘッド駆動回路１２は
決められた通電時間にしたがって、サーマルヘッド１１
の発熱抵抗体を選択的に発熱させ、表示部への可視像の
書き込み及び不要な可視像の消去が行われる。

【００１０】次に、記録材料における画像の形成および
消去動作を図２乃至図４を用いて説明する。２５は履歴
温度により透明と白濁の２つの状態を可逆的に示す記録
層を有する記録材料である。

【００１１】ここで、図３を参照しながら、記録材料２
５について説明する。記録材料２５は基材２６の一面
に、着色層２７、付与される熱エネルギにより透明状態
と白濁状態の２つの状態を可逆的に変化する記録層２
８、保護層２９を順次積層して得られる。可視像形成は
記録層２８を透明化し、着色層２７を下地色とした状態
で記録層２８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は約６０℃〜約９０℃で透
明化し、約１０５℃以上で白濁が飽和する。加熱温度の
上限は保護層あるいは記録層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】２６はサーマルヘッド１１の発熱抵抗体列
である。２７は既に書き込まれている画像、２８は現在
書き込んでいる画像である。発熱抵抗体列２６は画像の
１ドットと１対１に対応して設けられ、記録材料２５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抵抗体からなる。発熱抵抗体は記
録材料２５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
の発熱抵抗体列２６下をカードを矢印方向に搬送しなが
ら発熱抵抗体列２６の発熱抵抗体をこの発明になる記録
方式で選択的に発熱させることにより、新しい画像２８
を書き込むのと同時に先に記録されている画像２７を消
去する、いわゆるオーバーライト記録が実現される実線
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。

【００１３】次に、図４を用いて記録、消去動作を詳細
に説明する。この実施例ではサーマルヘッドの発熱抵抗
体２６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４ｍ
ｓ，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。

【００１４】図４に画点（記録単位）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
抵抗体および記録材料の温度（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、記録材料２５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記録材料に記録が可能
な温度、すなわち記録材料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記録材料は発熱抵抗体から
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記録材料に変化
を与えない温度にまで降下する。これに従い、記録材料
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。
記録材料は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記録材料が停止している記録材料搬
送モードではマークドットを形成される記録材料の領域
全域が、発熱抵抗体の発熱中に記録材料が搬送される記
録材料搬送モードではマークドットを形成される記録材
料の領域の最小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番目の加熱により記録材料の発熱抵抗体
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記録材料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。

【００１５】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回の印加でも記録材料の可視像を記
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回記録材料に印加するところに特徴があ
る。この実施例で用いた記録材料の記録層は白濁と透明
の両状態を可逆的に示すが、図４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
に記録材料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記
録材料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
当接する記録材料の記録層表面の熱によるダメージ（影
響）が低減され、記録材料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
５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１回の
記録エネルギーの付与によりマークドットを形成する従
来の記録方式にしたがって、記録材料の最高温度が各状
態の下限温度近傍になるように発熱抵抗体を駆動させる
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が形成されてし
まう。上述の実施例で説明したように、この発明の記録
装置では記録材料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
成を行なうので記録材料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。

【００１６】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６に示す知
見を得た。初期状態として透明化した記録媒体を温度一
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５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６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。

【００１７】サーマルヘッドを用いて記録媒体を加熱し
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、記録媒体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記録媒体の記録層を
同じ温度にまで昇温しなければならないので記録媒体表
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７に模式的に示すように記録媒体の厚み方
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、図５に示したように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第６図に示したよう
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。

【００１８】この発明の記録装置は先に説明したように
記録材料に熱を多重して印加するので、従来の多重しな
い記録の場合と比べて印加する熱の温度は低くても十分
であり、かつ２回の熱印加による記録媒体の温度履歴が
ほぼ同じなので記録層各部の最高温度のばらつきが少な
く繰返し寿命に対しても有利である。

【００１９】上記では、白濁化あるいは透明化するため
の発熱抵抗体への通電時間は各々一定であるとして説明
を行った。しかし、サーマルヘッド熱記録手段では一般
にサーマルヘッドの蓄熱、発熱履歴などにより通電時間
が同じでも発熱抵抗体の最高到達温度は必ずしも同じで
ないことが知られている。このリライタブル記録装置の
エネルギー付与手段は記録層の温度を白濁化温度域ある
いは透明化温度域の温度とするエネルギーを記録材料に
与えることが重要である。したがって、サーマルヘッド
の蓄熱、発熱履歴などを考慮して付与エネルギーを制御
することにより、より正確に記録層の温度を所定の温度
に上昇させる事ができる。この記録装置では補正のため
の演算を通電時間演算回路１４で行なっている。

【００２０】通電時間演算回路１４における通電時間の
演算を図８及び図９を用いて説明する。この実施例では
サーマルヘッドの蓄熱、発熱履歴をビットマップに展開
した注目するマークドットあるいはスペースドットの周
辺の印字データから予測し、注目するマークドットある
いはスペースドットの位置に対応した発熱抵抗体の通電
時間を制御している。例えば、この実施例では図８に示
すように注目データＰがｎライン−ｉ列にあるとき、Ｐ
を除いたｉ±１列の過去２ライン、未来１ラインのマト
リクスに含まれるデータを参照している。過去のライン
のデータは注目データＰに対応した発熱抵抗体に蓄積さ
れている熱エネルギーを算出するために参照され、未来
ラインのデータは過剰の通電時間を与えないために参照
される。通電時間の算出にあたっては注目データからの
位置関係によって、寄与率の重み付けが成されており、
ｎ−１ライン、ｉ列のデータが最も寄与率が大きく、位
置が遠いほど寄与率が低くなる。

【００２１】図９には、通電時間演算回路１４の構成を
模式的に示す。印字データがシフトレジスター３０に供
給される。シフトレジスター３０はシリアルに入力され
てくる印字データをパラレルデータに変換し、注目して
いる印字データの周辺の印字データをマトリクスサイズ
に応じて切り出し、通電時間演算部３１、マーク／スペ
ース判定部３２に供給する。ラインバッファ３３は過
去、現在、未来の印字データ４ライン分の印字データを
記憶する。シフトレジスタ３０から新たに供給されたデ
ータとラインバッファ３３のデータはデータ更新部３４
へ供給され、新たに供給されたデータを記憶されている
データに付け加え、最も古いデータを取り去ってデータ
の更新を行った後、ラインバッファ３３に書き込む。通
電時間演算部３１はシフトレジスタ３０とラインバッフ
ァ３３から供給されたデータにより注目印字データに対
応した発熱抵抗体への通電時間を決定し、サーマルヘッ
ド駆動回路１２に通電時間データを供給する。通電時間
は注目印字データ周辺のマークデータおよびスペースデ
ータの位置関係、あるいは注目印字データ周辺のマーク
データおよびスペースデータの比率から、注目印字デー
タに対応した発熱抵抗体における予測される蓄熱エネル
ギーにたいしてあらかじめ決められた通電時間の関係を
テーブル化し、記憶したＲＯＭを参照して決定される。
この記録装置における通電時間の決定の特徴は画像を形
成するマークドットにたいしてだけでなく、画像を形成
しないスペースドットにたいしても通電時間を決定する
点にある。このために、通電時間演算部３１にはマーク
ドット用テーブルおよびスペースドット用テーブルが設
けられている。テーブルの選択はマーク／スペース判定
部の出力により実行される。このように各発熱抵抗体に
おいて異なる蓄熱エネルギーにたいして通電時間を補正
することにより、画像パターンの如何にかかわらず記録
材料記録層の温度をマークドットの時は白濁化温度域内
に、スペースドットの時は透明化温度域内に制御するこ
とができた。

【００２２】以上の実施例では、エネルギー付与手段と
してサーマルヘッド記録手段を用いた例について説明し
たが、サーマルヘッド記録手段に限定されず、本発明の
主題を逸脱することなく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、他
のエネルギー付与手段を用いることができる。

【００２３】また、実施例では記録あるいは消去のエネ
ルギーの増減を通電時間を変化させることによって行っ
たが、これに限定されることなく通電パルス数あるいは
記録電圧を変化させても良い。

【００２４】さらにまた、演算手段の構成も実施例に限
定されるものではなく、本発明の主題を逸脱するもので
なければ、他の構成あるいはエネルギー付与手段、記録
材料記録層の温度を変化させる要因に対する演算手段が
利用できる。

【００２５】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。

【００２６】この発明によれば可視像の記録、消去を安
定に、確実に行うことができる。また、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、画像パターンの如何あるいはパターン位
置に関わらず画像書き換えが可能となった。さらに装置
の小型化、簡素化が可能となった。記録材料の任意の部
分に画素単位での記録、消去が可能となった。また、記
録材料の省資源化、プリントコストの低減が可能となっ
た。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の記録媒体
処理装置によれば、記録媒体に対する記録及び消去を確
実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
手段を用いた記録媒体処理装置のブロック図である。

【図２】本発明の記録媒体処理装置による可視像の記録
及び消去を示す図である。

【図３】本発明の記録媒体処理装置に使用した記録材料
の構成図である。

【図４】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５】白濁状態と透明状態の両状態の遷移温度域を説
明するための図である。

【図６】白濁状態の繰返しに対する白濁濃度の変化を示
す図である。

【図７】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。

【図８】記録あるいは消去エネルギーの演算方法を説明
するための図である。

【図９】サーマルヘッド熱記録手段の通電時間演算回路
の構成を示す図である。

【符号の説明】

１３ サーマルヘッド熱記録手段、 １４ 通電時
間演算回路、２５ 記録媒体、 ２６ 発熱抵抗体
列、 ２７ 既画像、３１ 通電時間演算部

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
   される記録媒体に対して前記可視像を記録すべき記録情
   報を発生する発生手段と、 この発生手段で発生された前記記録情報に基づいて前記
   記録情報の記録単位内で複数の記録信号を生成する生成
   手段と、 この生成手段で生成された前記記録信号に応じて前記記
   録媒体に前記記録情報の記録単位内で前記記録エネルギ
   を複数回付与して前記可視像を記録する記録手段と、 前記記録媒体に消去エネルギを付与して前記記録手段に
   より記録された前記可視像を消去する消去手段とを具備
   したことを特徴とする記録媒体処理装置。