可逆性感熱記録媒体の記録消去装置

【課題】印字品質を維持しつつ、局所的な熱ダメージを軽減して、感熱記録材の劣化を防止することを可能にする。
【解決手段】熱エネルギーの作用により、可視情報の記録及び／又は消去が可能な可逆性感熱記録媒体６０に、可視情報の記録及び／又は消去を行う可逆性感熱記録媒体の記録消去装置において、レーザ光照射部からレーザ光を照射するレーザ光照射装置１０と、レーザ光照射装置の照射制御を行う制御部５１とを備え、制御部５１は、レーザ光の描画線が交差する場合に、交差する描画点Ａに照射されるレーザ光の照射時間を少なくするように制御する。

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、熱エネルギーの作用により、可視情報の記録，消去が可能な可逆性感熱記録媒体に、その可視情報の記録，消去を行う可逆性感熱記録媒体の記録消去装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１０は、可逆性感熱記録媒体の一般的構成を説明する図である。この可逆性感熱記録媒体６０は、リライトカードと称して、一部実施されており、例えば、図１０（Ａ）に示すように、カード基材６１上に、可逆性感熱記録層６２が設けられており、必要に応じて、ＩＣモジュール６３が搭載されたり、エンボス文字６４が形成されたりしている。
【０００３】この可逆性感熱記録層６２は、樹脂母材と、この樹脂母材中に分散された有機低分子物質とを主成分とする感熱記録材料（例えば、特許第２７００２３４号等）やロイコ染料を用いた感熱記録材料（例えば、特開平１１−１５１８５６号等）を有しており、図１０（Ｂ）に示すように、記録及び消去を行っていた。
【０００４】まず、感熱記録材料は、常温Ｔ０のときＤの状態（消去状態）であるとする。この感熱記録材料は、記録したい部位の温度を、Ｔ１→Ｔ２→Ｔ３に上げると、カーブに沿って、ＤからＣさらにＥへと状態が変化する。Ｅの状態は、これ以上温度を上げても濃度が変化しない状態である。このＥの状態をへて、温度をＴ３からＴ０まで下げることによって、低反射状態、すなわち、Ａの状態（記録状態）となる。
【０００５】いま、感熱記録材料は、常温Ｔ０のときに、Ａの状態（記録状態）であるとする。そして、この感熱記録材料は、所望部位の温度を、Ｔ１→Ｔ２に上げると、カーブに沿って、ＢからＣへと状態が変化し、最大反射濃度に達する。ここで、温度をＴ０に下げると、反射濃度は、そのまま保持されＤの状態（消去状態）となる。
【０００６】従って、可逆性感熱記録層６２は、上記のような感熱記録材料の表面に、熱を選択的に印加することにより、所望の部位を加熱して、透明地に白濁の可視情報を形成したり、白濁地に透明の可視情報を形成することができ、その変化は、何回も繰り返することが可能である。また、このような感熱記録材料の背面に着色層を形成すれば、白地に着色層の色の可視情報又は着色層の色の地に、白色の可視情報を形成することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図１１，図１２は、可逆性感熱記録媒体の描画に関する課題を説明する図である。可逆性感熱記録媒体６０は、可逆性感熱記録層６２にレーザ光を照射することによって、可視情報を記録又は消去する。例えば、図１１（ａ）に示すように、数字の「４」を印字するような場合に、印字する軌跡は、■→■→■→■となる。このとき、図１２（ａ）に示すように、■→■を印字するときに、Ｂ，Ａ，Ｄ点を、所定の条件Ｉ（例えば、レーザパワー：０．６Ｗ，レーザ照射時間：１点当たり、１ｍｓ）で印字し、引き続き、■→■を印字するときに、Ｅ，Ａ，Ｃ点を、上記と同一の条件Ｉで印字する［図１２（ａ）参照］。このため、２回目の描画点Ａは、１回目の描画点Ａと同じスポット径であり［図１２（ｂ）］、熱の分布も同じであるので［図１２（ｃ）］、描画線は、同じ太さのイメージとなる［図１２（ｄ）］。
【０００８】このように、交差点では、描画線の重複する部分（Ａ点）は、レーザ光が２回照射されることになる。このため、レーザ光照射により、高いエネルギーを受けた部分は、図１１（ｂ）の二点鎖線で示すように、その部分だけ、強い熱ダメージを受け、描画線も太くなる。つまり、Ｂ，Ａ，Ｄ点で描画することによって、その部分の温度が上がる。この温度が下がらないうちに、Ｅ，Ａ，Ｃ点の描画がなされる。よって、交差点Ａは、広い範囲に熱が広がってしまう。この熱ダメージが繰り返されることによって、可逆性感熱記録層６２を構成する感熱記録材の劣化が進み、やがて、リライトできなくなるばかりでなく、印字品質が低下する可能性があった。
【０００９】また、上述した可逆性感熱材料は、あるエネルギーレベルを越えると飽和してしまうので、発色後に加えるエネルギーは、印字品質を上げるためには、全く無駄なエネルギーである。
【００１０】本発明の課題は、印字品質を維持しつつ、局所的な熱ダメージを軽減して、感熱記録材の劣化を防止することができる可逆性感熱記録媒体の記録消去装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するために、請求項１の発明は、熱エネルギーの作用により、可視情報の記録及び／又は消去が可能な可逆性感熱記録媒体に、前記可視情報の記録及び／又は消去を行う可逆性感熱記録媒体の記録消去装置において、レーザ光照射部からレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、前記レーザ光照射手段の照射制御を行う制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記レーザ光の描画点に照射されるエネルギーを、その描画点ごとに制御すること、を特徴とする可逆性感熱記録媒体の記録消去装置である。
【００１２】請求項２の発明は、請求項１に記載の可逆性感熱記録媒体の記録消去装置において、前記制御手段は、前記レーザ光の描画線が交差する場合に、交差する描画点に照射されるレーザ光のパワー及び／又は照射時間を少なくするように制御すること、を特徴とする可逆性感熱記録媒体の記録消去装置である。
【００１３】請求項３の発明は、請求項１に記載の可逆性感熱記録媒体の記録消去装置において、前記制御手段は、前記レーザ光の描画線が折り返す場合に、折り返し点に隣接する描画点に照射されるレーザ光のパワー及び／又は照射時間を少なくするように制御すること、を特徴とする可逆性感熱記録媒体の記録消去装置である。
【００１４】請求項４の発明は、請求項１に記載の可逆性感熱記録媒体の記録消去装置において、前記制御手段は、前記レーザ光の描画線が連続する場合に、連続点を構成する所定間隔ごとの描画点に照射されるレーザ光のパワー及び／又は照射時間を少なくするように制御すること、を特徴とする可逆性感熱記録媒体の記録消去装置である。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面等を参照して、本発明の実施の形態について、さらに詳しくに説明する。
（第１実施形態）図１は、本発明による可逆性感熱記録媒体の記録消去装置の第１実施形態を示すブロック図である。
【００１６】この実施形態の記録消去装置５０は、熱エネルギーの作用により、可視情報の記録・消去が可能なリライトカード（可逆性感熱記録媒体）６０に、可視情報の記録・消去を行う装置であって、レーザ光照射装置１０と、走査装置２０と、移動装置３０と、搬送装置４０等とを備えている。
【００１７】レーザ光照射装置１０は、レーザ光を照射する装置であり、レーザダイオード（ＬＤ）ドライバ１１と，レーザダイオード（ＬＤ）１２と，光ファイバ１３と、レンズヘッド（レーザ光照射部）１４等とを備えている。
【００１８】走査装置２０は、レンズヘッド１４から照射されたレーザ光を、リライトカード６０のＹ軸方向に走査する装置であり、Ｙ軸モータの出力軸に固定されたＹ軸スキャニングミラー２２を備えている。
【００１９】スキャニングミラー２２は、矩形で細長い帯状のミラーであり、その回転軸方向のサイズが、リライトカード６０（図１０参照）の可逆性感熱記録層６３の有効記録領域の長手方向のサイズａ₀と同じサイズにしてある。このサイズにすれば、リライトカード６０に対して、回転軸方向には、レンズヘッド１４を移動するだけでよく、スキャニングミラー２２の移動が不要となるからである。
【００２０】一方、回転軸と直交する方向のサイズが、レーザ光を受けることできる最小幅としてある。このサイズにすれば、小型かつ軽量となり、小さなＹ軸モータで駆動できるからである。また、可逆性感熱記録層６３の有効記録領域の短手方向のサイズｂ₀は、狭い幅にすれば、スキャニングミラー２２の回転角θが小さくて済むので、従来例のように、焦点距離補正光学系は不要である。具体的には、可逆性感熱記録層６３の有効記録領域がａ₀×ｂ₀＝６０×１２ｍｍであり、スキャニングミラー２２の回転角θ＝±１１度の場合に、スキャニングミラー２２の有効サイズは、ａ×ｂ＝６０×８ｍｍとしてある。
【００２１】移動装置３０は、レンズヘッド１４をＸ軸方向に移動する装置である。搬送装置４０は、リライトカード６０をカード挿入口（不図示）から、記録・消去位置に搬送する装置である。
【００２２】制御部５１は、描画情報に基づいて、走査装置２０，移動装置３０などを駆動しながら、レンズヘッド１４からレーザ光を選択的に照射する。また、搬送装置４０を駆動して、リライトカード６０をカード挿入口と記録・消去位置との間で搬送する制御等を行なう。なお、制御部５１には、可視情報を入力するキーボードなどの操作部５２や、その可視情報やその他の情報等を、目視により確認するためのＣＲＴ等の表示部５３も接続されている。
【００２３】この実施形態の可逆性性感熱記録媒体（リライトカード）６０は、以下のような仕様のものが用いられている。感熱記録層（リライト部）６２は、保護層（約５μｍ），近赤外線吸収層（約１μｍ≒７９６ｎｍ），記録層（白濁タイプ，約１０μｍ），光反射層（約０．０６５μｍ），透明基材（ＰＥＴ，約２５μｍ），接着剤層（約４μｍ）の層構成のものを使用した。近赤外線吸収剤は、フタロシアニン系染料［約１μｍ厚の吸収層の中に、固形分として、約７．４ｗｔ％（バインダ／吸収剤＝１００／８）］を添加したものである。
【００２４】第１実施形態では、制御部５１は、前述した図１１（Ａ）のＡ点に照射されるレーザエネルギーを、ドット毎に、レーザパワー，レーザ照射時間をコントロールして軽減する。制御部５１は、印字時のレーザ照射条件を、以下のように設定することができる。
【００２５】（条件Ｉ）
レーザパワー：０．６Ｗレーザ照射時間：１点当たり、１ｍｓ（条件II）条件Ｉの照射時間（パルス幅）を短くした条件レーザパワー：０．６Ｗレーザ照射時間：１点当たり、０．５ｍｓ（条件III ）条件Ｉのレーザパワー（パルス高）を短くした条件レーザパワー：０．３Ｗレーザ照射時間：１点当たり、１ｍｓ（条件IV）条件Ｉの照射時間（パルス幅）及びレーザパワー（パルス高）を短くした条件レーザパワー：０．３Ｗレーザ照射時間：１点当たり、０．５ｍｓ
【００２６】これらの条件Ｉ〜IVは、一例であって、使用する可逆性感熱記録媒体に合わせて、適宜設定することが好ましい。また、Ａ点のみコントロールしても、熱ダメージが軽減しない場合もある。この場合には、Ａ点に隣接するＢ点，Ｃ点，Ｄ点，Ｅ点なども合わせてコントロールすればよい。
【００２７】図２〜図５は、第１実施形態による記録消去装置のレーザ照射エネルギーをコントロールする第１〜第４の手法を説明する図である。図２に示す第１の手法は、Ａ点には、２回照射しないようにしたものであり、２回目の描画点Ａは、間引いている。つまり、■→■を印字する場合には、Ａ点は、条件Ｉで印字するが、■→■を印字する場合には、Ａ点は印字しない［図２（ａ）参照］。このため、２回目の描画点Ａは、照射されないので［図２（ｂ），（ｃ）］、描画線は、細くなったイメージとなる［図２（ｄ）］。
【００２８】従って、図２（ｅ）に示すように、２回目のＡ点の照射エネルギーは、少ないけれど、１回目のＡ点のエネルギーにより残留した熱と足されて、発色に足りる必要かつ十分なエネルギーが与えられ、印字品質を確保しつつ、最低の熱ダメージによって、印字することが可能となる。
【００２９】図３に示す第２の手法は、Ａ点に照射されるレーザエネルギーを、レーザ照射時間をコントロールして軽減しようとするものである。つまり、■→■を印字する場合には、Ａ点は、条件Ｉで印字するが、■→■を印字する場合には、Ａ点は、条件IIで印字する［図３（ａ）参照］。このため、２回目の描画点Ａは、熱の分布も小さいので［図３（ｂ），（ｃ）］、描画線は、細くなったイメージとなる［図３（ｄ）］。ここで、図３（ｂ）は、レーザー光のスポットサイズを示したものではなく、図３（ｃ）の熱分布を、平面図的なイメージで示したものである。感熱記録層６２は、レーザー光そのものに反応するわけではなく、レーザー光が照射されることによる熱エネルギーで反応する。また、レーザー光そのものは、パワー及び／又は時間を制御しても、スポットサイズは変化しない。このため、実際には、スポットサイズは変化しないが、最終的な結果から見ると、スポットサイズを変化させているのと同じ効果になるので、上記ように図示した。なお、以下の例でも同様である。
【００３０】図４に示す第３の手法は、Ａ点に照射されるレーザエネルギーを、レーザパワーをコントロールして軽減しようとするものである。つまり、■→■を印字する場合には、Ａ点は、条件Ｉで印字するが、■→■を印字する場合には、Ａ点は、条件III で印字する［図４（ａ）参照］。このため、２回目の描画点Ａは、熱の分布が小さいので［図４（ｂ），（ｃ）］、描画線は、細くなったイメージとなる［図４（ｄ）］。
【００３１】図５に示す第４の手法は、Ａ点に照射されるレーザエネルギーを、レーザパワー及びレーザ照射時間をコントロールして軽減しようとするものである。つまり、■→■を印字する場合には、Ａ点は、条件Ｉで印字するが、■→■を印字する場合には、Ａ点は、条件IVで印字する［図５（ａ）参照］。このため、２回目の描画点Ａは、熱の分布がさらに小さいので［図５（ｂ），（ｃ）］、描画線は、さらに細くなったイメージとなる［図５（ｄ）］。
【００３２】このように、第１実施形態によれば、レーザ光の描画線が交差するような場合に、交差する描画点Ａに照射されるレーザ光のパワー及び／又は照射時間を少なくするように制御するので、Ａ点には、発色に足りる必要かつ十分なエネルギーが与えられ、印字品質を確保しつつ、最低の熱ダメージによって、印字することが可能となる。
【００３３】ここで、照射時間を制御する場合には、制御が簡単なうえ、定量的な制御ができる利点があり、低出力のレーザーを使用しても、照射時間を長くすれば、印字可能となる。一方、パワーを制御する場合には、印字時間が制限されているときでも、照射ダメージを軽減することができる。なお、高出力のレーザーを使用した場合であって、照射時間を短くしても、ダメージを与えてしまうときには、パワーを制御しなければ、ダメージを軽減できない。さらに、照射時間及びパワーを制御する場合には、上述した照射時間制御の長所、パワー制御の長所を合わせ持つことができ、非常にきめ細かな制御が可能となる。
【００３４】（第２実施形態）図６，図７は、第２実施形態による記録消去装置のレーザ照射エネルギーをコントロールする手法を説明する図である。なお、以下に示す各実施形態では、前述した第１実施形態と同様な機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する図面や説明を適宜省略する。第２実施形態では、制御部５１は、レーザ光の描画線が折り返す場合に、折り返し点に隣接する描画点Ｄ，Ｅ，Ｆに照射されるレーザ光のパワー，照射時間を少なくするように制御するようにしたものである。
【００３５】図６（ａ）に示すように、数字の「１」を印字するような場合に、印字する軌跡は、■→■→■→■となる。つまり、■→■の直線部分を印字する場合には、Ａ，Ｂ，Ｃ点は、条件Ｉで印字する。しかし、■→■の折り返し点を印字する場合には、Ｄ点は条件II，Ｅ点は条件III ，Ｆ点は条件IIで印字する［図７（ａ）参照］。このため、折り返し点とその前後の描画点Ｄ，Ｅ，Ｆは、熱の分布が２段階でなだらかに小さくなるので［図７（ｂ），（ｃ）］、描画線は、細くなったイメージとなる［図７（ｄ）］。なお、■→■の直線部分を印字する場合には、Ａ，Ｂ，Ｃ点と同様に条件Ｉで印字する。
【００３６】この結果、折り返し点では、描画線の隣接する部分（Ｄ点，Ｅ点，Ｆ点）は、レーザのパワー又は照射時間が短く照射されることになる。このとき、図６（ｂ）に示すように、レーザ光のエネルギーは、領域Ｘのように細くなる。そして、時間の経過と共に、二点鎖線で示す領域Ｙのように、熱の広がりを予想し、結果的にきれいな文字となる。また、領域Ｚの部分は、熱の広がりを考慮してあるので、熱ダメージを受けにくい。
【００３７】（第３実施形態）図８，図９は、第３実施形態による記録消去装置のレーザ照射エネルギーをコントロールする手法を説明する図である。第２実施形態では、制御部５１は、レーザ光の描画線が連続する場合に、連続点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，・・・を構成する所定間隔ごとの描画点Ｂ，Ｄに照射されるレーザ光のパワー，照射時間を少なくするように制御するようにしたものである。
【００３８】図８（ａ）に示すように、連続した横線を印字するような場合に、印字する軌跡は、■→■となる。つまり、このとき、Ａ，Ｃ点は、条件Ｉで印字し、Ｂ，Ｄ点は条件IIで印字する［図９（ａ）参照］。このため、連続線の１つおきの描画点Ｂ，Ｃは、スポット径が小さくなり［図９（ｂ）］、熱の分布も小さくなるので［図９（ｃ）］、描画線は、太くなったり、細くなったりするイメージとなる［図９（ｄ）］。しかし、実際には、目視上に、二点鎖線で示すように、等幅の直線に見える。
【００３９】このように、第３実施形態によれば、連続した直線の場合に、レーザのパワー又は照射時間を交互に小さくするようにしたので、レーザ光のエネルギーは、領域Ｘのように細くなる部分がある。そして、時間の経過と共に、二点鎖線で示す領域Ｙのように、熱の広がりを予想し、結果的にきれいな文字となる。また、領域Ｚの部分は、熱の広がりを考慮してあるので、熱ダメージを受けにくい。
【００４０】（変形形態）以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）例えば、上記実施形態では、レーザ光のパワーと照射時間を１段小さくする例で説明したが、パワーやを照射時間を段階的変化させたり、両者を混在させたりすることも可能である。
【００４１】（２）レーザ光を出力する方式は、１点ごとにオン・オフするパルス出力方式の例で説明したが、光を連続的に出力するＣＷ方式であってもよい。ＣＷ方式の場合であっても、レーザパワー、レーザ照射時間を同様に制御することによって、熱ダメージを軽減することが可能である。このＣＷ方式によって、熱ダメージを軽減させる制御をする場合には、光の走査の動作速度に同期させて、制御すればよい。
【００４２】（３）上記実施形態では、一筆書きするベクタースキャン方式で描画する例で説明したが、レーザ光を横方向に移動させ、ビットマップで描画するラスタスキャン方式や、レーザ光を縦方向に移動させ、ビットマップで描画するカラムスキャン方式であっても、同様な制御によって、印字品質を維持しつつ、熱ダメージを軽減することが可能である。
【００４３】（４）情報を記録する例で説明したが、消去する場合にも、同様に適用できる。この場合には、記録するエネルギーの約８０％の出力で消去可能である。
【００４４】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によれば、レーザ光の描画線に照射されるレーザ光のパワー及び／又は照射時間を、その点ごとにコントロールするので、その描画線には、発色に足りる必要かつ十分なエネルギーが与えられ、印字品質を確保しつつ、最低の熱ダメージによって、印字することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による可逆性感熱記録媒体の記録消去装置の第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態による記録消去装置のレーザ照射エネルギーをコントロールする第１手法を説明する図である。
【図３】第１実施形態による記録消去装置のレーザ照射エネルギーをコントロールする第２の手法を説明する図である。
【図４】第１実施形態による記録消去装置のレーザ照射エネルギーをコントロールする第３の手法を説明する図である。
【図５】第１実施形態による記録消去装置のレーザ照射エネルギーをコントロールする第４の手法を説明する図である。
【図６】第２実施形態による記録消去装置のレーザ照射エネルギーをコントロールする手法を説明する図である。
【図７】第２実施形態による記録消去装置のレーザ照射エネルギーをコントロールする手法を説明する図である。
【図８】第３実施形態による記録消去装置のレーザ照射エネルギーをコントロールする手法を説明する図である。
【図９】第３実施形態による記録消去装置のレーザ照射エネルギーをコントロールする手法を説明する図である。
【図１０】可逆性感熱記録媒体の一般的構成を説明する図である。
【図１１】可逆性感熱記録媒体の描画に関する課題を説明する図である。
【図１２】可逆性感熱記録媒体の描画に関する課題を説明する図である。
【符号の説明】
５０記録消去装置
１０レーザ光照射装置
１１ＬＤドライバ
１２半導体レーザ
１３光ファイバ
１４レンズヘッド
２０走査装置
２２スキャニングミラー
３０移動装置
４０搬送装置
５１制御部
５２操作部
５３表示部
６０リライトカード
６２可逆性感熱記録層

【特許請求の範囲】
【請求項１】熱エネルギーの作用により、可視情報の記録及び／又は消去が可能な可逆性感熱記録媒体に、前記可視情報の記録及び／又は消去を行う可逆性感熱記録媒体の記録消去装置において、レーザ光照射部からレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、前記レーザ光照射手段の照射制御を行う制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記レーザ光の描画点に照射されるエネルギーを、その描画点ごとに制御すること、を特徴とする可逆性感熱記録媒体の記録消去装置。
【請求項２】請求項１に記載の可逆性感熱記録媒体の記録消去装置において、前記制御手段は、前記レーザ光の描画線が交差する場合に、交差する描画点に照射されるレーザ光のパワー及び／又は照射時間を少なくするように制御すること、を特徴とする可逆性感熱記録媒体の記録消去装置。
【請求項３】請求項１に記載の可逆性感熱記録媒体の記録消去装置において、前記制御手段は、前記レーザ光の描画線が折り返す場合に、折り返し点に隣接する描画点に照射されるレーザ光のパワー及び／又は照射時間を少なくするように制御すること、を特徴とする可逆性感熱記録媒体の記録消去装置。
【請求項４】請求項１に記載の可逆性感熱記録媒体の記録消去装置において、前記制御手段は、前記レーザ光の描画線が連続する場合に、連続点を構成する所定間隔ごとの描画点に照射されるレーザ光のパワー及び／又は照射時間を少なくするように制御すること、を特徴とする可逆性感熱記録媒体の記録消去装置。

【図１】