画像書換方法及びその装置
【課題】安価で低出力なレーザ光源を用い、高速で画像等の情報を可逆性感熱記録媒体に書き換え可能で、かつ大画角べた画像の記録を実現すること。
【解決手段】記録媒体２に対して発色可能温度帯域に加熱し、この加熱後の冷却によって記録媒体２を一様に発色させ、次に、一様に発色した記録媒体２の温度が消色可能温度帯域内又は消色可能温度帯域外でかつ当該消色可能温度帯域の下限温度よりも所定温度低い温度帯域内のいずれか一方に低下したときに、記録媒体２を加熱して当該記録媒体２を画像様に消色する。
【解決手段】記録媒体２に対して発色可能温度帯域に加熱し、この加熱後の冷却によって記録媒体２を一様に発色させ、次に、一様に発色した記録媒体２の温度が消色可能温度帯域内又は消色可能温度帯域外でかつ当該消色可能温度帯域の下限温度よりも所定温度低い温度帯域内のいずれか一方に低下したときに、記録媒体２を加熱して当該記録媒体２を画像様に消色する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可逆性感熱記録媒体に付与する光エネルギーを熱エネルギーに変換し、かつ
この熱エネルギーを制御することにより発色と消色とを可能とし、可逆性感熱記録媒体に対して非接触で画像等のデータの記録、消去を行う画像書換方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
可逆性感熱記録媒体は、常温より高い発色可能温度帯域に加熱し所定の冷却速度の冷却によって発色し、かつ常温で発色状態を維持しながら前記発色可能温度帯域よりも低い消色可能温度帯域に加熱すると消色する。このような可逆性感熱記録媒体に対して画像等を記録、消去する技術としては、例えば特許文献１乃至３に開示されている。例えば特許文献１は、光吸収熱変換層を可逆性感熱記録媒体に形成するか、若しくはロイコ染料と顕色剤とを含有する記録層に光吸収熱変換材料を混合し、一つ又は複数のレーザビームを可逆性感熱記録媒体上に合焦して走査し、光エネルギーを熱エネルギーに変換して画像等のデータを非接触で形成する方法を開示する。
【０００３】
可逆性感熱記録媒体に関する技術は、例えば特許文献４に開示されている。この特許文献４は、発色温度が１３０℃、消色温度が６０〜７０℃、又発色に要する加熱時間が１．２ｍｓｅｃ、消色に要する加熱時間が２０ｓｅｃである可逆性感熱記録媒体について開示する。このように発色温度は消色温度より高く、かつ消色に要する加熱時間は発色に要する加熱時間より長くなっている。可逆性感熱記録媒体の前回の画像形成で発色した部分を消色し、新たな画像等のデータを発色によって形成する画像書換装置がある。このような画像書換装置において画像形成速度は、消色過程が支配的であり、高速の画像形成が困難である。
【０００４】
このように消去のための加熱に長時間必要な可逆性感熱記録媒体に対し、高速で消色可能な可逆性感熱記録媒体が例えば特許文献５に開示されている。このような高速で消色可能な可逆性感熱記録媒体は、少ない熱エネルギーの授受で瞬時に発色状態から消色状態に転移することが知られている。又、高速消色性を有する可逆性感熱記録媒は、可逆性顕色剤の融点以上まで加熱し溶融した後、冷却速度を、高速消色性を有さない可逆性感熱記録媒体に比較して速くする必要がある。
【０００５】
可逆性感熱記録媒体に対する画像等の書き換え方法に関する技術は、例えば特許文献１、特許文献４、特許文献６及び７に開示されている。このような可逆性感熱記録媒体に対する画像等のデータの書き換え方法としては、可逆性感熱記録媒体を全面消色した後、画像様に加熱して発色させるポジ画像形成と、可逆性感熱記録媒体の全面を発色させた後、画像様に、すなわち地肌部分を加熱し消色させるネガ画像形成とが知られている。いずれの画像書き換え方法であっても最終的に得られる画像等は同じである。
【特許文献１】特許３４４６３１６号公報
【特許文献２】特開２００４−３４５２７３号公報
【特許文献３】特開平１１−１５１８５６号公報
【特許文献４】特開平５−１２４３６０号公報
【特許文献５】特開２００１−１６２９４１号公報
【特許文献６】特開昭５９−１２０４９２号公報
【特許文献７】特開２００１−３４１４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
可逆性感熱記録媒体を用いた画像書換方法は、可逆性感熱記録媒体に光吸収熱変換材料を混合し、光エネルギーを熱エネルギーに変換させて画像等のデータを非接触で形成するので、可逆性感熱記録媒体の寿命及び画像書換装置自体の寿命を延長し、良好な画質を長期にわたって維持するのに好適である。このような画像書換装置は、非接触であるので、例えばサーマルヘッドを用いた画像書換装置に比べて優位性を有する。
【０００７】
しかしながら、かかる画像書換装置の現状は、画像形成用の光源として解像度と光強度との関係からレーザビーム以外に選択肢がなく、このため高価で高出力なレーザ光源が必要される。例えば幅１００ｍｍ画像を、画像幅と直交する方向に７６ｍｍ／ｓｅｃ程度の速度で画像形成する場合、画素の大きさを例えば０．１２５ｍｍ×０．１２５ｍｍとすると、可逆性感熱記録媒体面上で約４５〜６０Ｗの光強度のレーザビームが必要になる。例えばレーザビームが１本ならば、レーザビーム１本当たり５０Ｗであるが、ｎ本のレーザビームの場合は、レーザビーム１本当たり５０Ｗ／ｎとなる。このため、レーザビーム１本当たり５０Ｗのレーザ光源は、コストの面で好ましくない。又、複数のレーザ素子を配列したレーザビームアレイも同様にサーマルヘッドに比較すると高価である。
【０００８】
このため現状では、比較的低出力でかつ低価格のレーザ光源を使用し、画像形成速度を遅くして可逆性感熱記録媒体に対する記録、消去の画像書換を行っている。ところが、画像形成速度が遅いために可逆性感熱記録媒体の全体を走査するラスター走査が行えず、１つのレーザビームによる走査、いわゆる１つのレーザビームにより一筆書きするベクター走査が採用されている。
【０００９】
可逆性感熱記録媒体に対して１本のレーザ光ビームを走査して画像形成する場合、例えば幅１００ｍｍの画像等のデータを、このデータの画像幅と直交する方向に例えば７６ｍｍ／ｓｅｃ程度の速度で走査するとき、画素の大きさを例えば０．１２５ｍｍ×０．１２５ｍｍとすると、１画素当たりの露光時間は例えば１〜２μsec程度になる。
【００１０】
可逆性感熱記録媒体に混合される光吸収熱変換材料は、有機高分子バインダー中に分散して用いられている。光吸収熱変換材料や他の可逆性感熱記録媒体を構成する材料の熱伝導が露光時間に対して不十分な場合、高出力のレーザビームを使用すると、光吸収熱変換材料やその周囲が３００〜４００℃以上になる。このため、光吸収熱変換材料や他の可逆性感熱記録媒体を構成する材料が熱分解、溶融するおそれがある。このため、可逆性感熱記録媒体に対する画像等のデータの記録、消去には、プラスチックや金属表面を溶融して刻印するレーザマーカ等に使用されているような高出力のレーザビームを採用することができず、使用できるレーザビームの光強度に限界がある。従って、画像形成速度の向上に限界がある。
【００１１】
又、可逆性感熱記録媒体に対して１本のレーザ光ビームを走査して画像形成する場合、コスト的な制約と、上記の如く可逆性感熱記録媒体を構成する材料の熱分解との２つの理由から、大出力レーザ光源の採用が困難である。このためポジ画像形成を採用した場合には、大面積の発色パターンすなわち大画角のべた画像を形成することが困難になる。
【００１２】
具体的に１本のレーザビームを可逆性感熱記録媒体上に主走査し、これと同時に主走査方向に対して垂直な副走査方向に可逆性感熱記録媒体を移動若しくは主走査の走査ラインを移動させるラスター走査を使用した場合、十分な光強度のレーザビームを採用しかつ所要の露光時間を確保できないと、可逆性感熱記録媒体における発色域の温度上昇が不十分となる。このため、レーザビームを主走査するときの各走査ライン間の時間間隔が長いと、可逆性感熱記録媒体上におけるある１つの走査ライン上で照射されたレーザビームにより加熱・溶融した発色域が冷却されてしまい、先の走査ラインに隣接する次の走査ライン上へのレーザビームの主走査によって先の発色域の一部が消色してしまう。
【００１３】
このような先に主走査された発色域の消色は、レーザビームの光強度がガウス分布に従っているために、このガウス分布の裾の部分が先の発色域の一部に掛かり、かつ可逆性感熱記録媒体の消色可能温度帯域が発色可能温度帯域よりも低いために、レーザビームの光強度が低くても消色してしまうからである。
【００１４】
又、レーザビームの光強度が強い場合、光強度分布だけではなく可逆性感熱記録媒体の熱伝導でも先の発色域の消色条件を満たしてしまうこともある。このような現象を防ぐためには、十分な光強度のレーザビームを用い所要の露光時間で可逆性感熱記録媒体全体を温度上昇せしめ、発色可能温度帯域下限以上或いは消色可能温度帯域上限以上に、発色後の可逆性感熱記録媒体の温度を保持する必要がある。このため、現状の画像書換装置では、主走査の走査ラインの時間間隔を短くするためにラスター走査の主走査幅を短く設定しているので、大画角のべた画像形成が困難である。
【００１５】
特許文献４は、可逆性感熱記録媒体の発色温度１３０℃、消色温度６０〜７０℃を開示する。可逆性感熱記録媒体を全面発色させた後、画像様にすなわち地肌部分を加熱し消色させるネガ画像形成を採用した場合、画像形成時は確かに消色温度に対応して必要な光エネルギーは減少する。
しかしながら、ネガ画像形成の発色温度は、ポジ画像形成の場合と同じなので、必要なレーザビームの光強度は同じである。さらに、画像の印画率（発色面積／全記録面積）が５０％を下回る場合、全面発色が必要なネガ画像形成は、部分発色で済むポジ画像形成に比べて総消費電力が大きくなる。しかるに、ネガ画像形成は、レーザビームの低い光強度化に繋がらない。
【００１６】
又、特許文献５は、高速消色性を有する可逆性感熱記録媒を開示するが、この可逆性感熱記録媒を使用しても従来の律速段階であった消色に要する時間が短縮されるだけで、発色に必要な光強度は同じである。しかるに、高速消色性可逆性感熱記録媒体は、レーザビームの低い光強度化に繋がらない。
【００１７】
本発明の目的は、安価で低出力なレーザ光源を用い、高速で画像等の情報を可逆性感熱記録媒体に書き換え可能で、かつ大画角べた画像の記録を実現可能な画像書換方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の主要な局面に係る画像書換方法は、常温より高い発色可能温度帯域に加熱し所定の冷却速度の冷却によって発色し、かつ常温で発色状態を維持しながら前記発色可能温度帯域よりも低い消色可能温度帯域に加熱すると消色する可逆性感熱記録媒体に対して情報の書き換えを行う画像書換方法において、可逆性感熱記録媒体に対して発色可能温度帯域に加熱し、この加熱後の冷却によって可逆性感熱記録媒体を一様に発色させる発色工程と、一様に発色した可逆性感熱記録媒体の温度が消色可能温度帯域内又は消色可能温度帯域外でかつ当該消色可能温度帯域の下限温度よりも所定温度低い温度帯域内のいずれか一方に低下したときに、可逆性感熱記録媒体を加熱して可逆性感熱記録媒体を情報様に消色する消色工程とを有する。
【００１９】
本発明の主要な局面に係る画像書換装置は、常温より高い発色可能温度帯域に加熱し所定の冷却速度の冷却によって発色し、かつ常温で発色状態を維持しながら前記発色可能温度帯域よりも低い消色可能温度帯域に加熱すると消色する可逆性感熱記録媒体に対して情報の書き換えを行う画像書換装置において、可逆性感熱記録媒体に対して発色可能温度帯域に加熱し、この加熱後の冷却によって可逆性感熱記録媒体を一様に発色させる発色系と、一様に発色した可逆性感熱記録媒体の温度が消色可能温度帯域内又は消色可能温度帯域外でかつ当該消色可能温度帯域の下限温度よりも所定温度低い温度帯域内のいずれか一方に低下したときに、可逆性感熱記録媒体を加熱して可逆性感熱記録媒体を情報様に消色する消色系とを具備する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、安価で低出力なレーザ光源を用い、高速で画像等の情報を可逆性感熱記録媒体に書き換え可能で、かつ大画角べた画像の記録を実現可能な画像書換方法及びその装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は画像書換装置の基本構成図を示し、図２は同装置の概略斜視図を示す。記録媒体搬送装置１上には、光熱変換型可逆性感熱記録媒体（以下、記録媒体と称する）２が載置される。この記録媒体搬送装置１は、記録媒体２を一定速度で媒体搬送方向Ｙに搬送する。なお、媒体搬送方向Ｙに対して垂直方向が後述するライン露光方向Ｘである。記録媒体搬送装置１は、複数の搬送ローラ３ａ、３ｂと、これら搬送ローラ３ａ、３ｂに掛けられた無端の搬送ベルト４となどから成り、例えば搬送ローラ３ａを回転駆動することによって搬送ベルト４を移動し、記録媒体２を媒体搬送方向Ｙに搬送する。なお、記録媒体２には、前回の使用で画像等のデータが記録された前記録画像２ａと、一様発色した一様発色画像２ｂと、書換え後の記録画像２ｃとが形成されている。
【００２２】
図３は記録媒体２の概略断面図を示す。この記録媒体２の層構造は、支持体２−１を設け、この支持体２−１上に光吸収熱変換材料を混入した可逆性感熱記録層２−２と、保護層２−３とを形成して成る。このうち可逆性感熱記録層２−２は、少なくともロイコ染料と可逆性顕色剤と光吸収熱変換材料とから成る。
【００２３】
記録媒体２の層構造としては、例えばロイコ染料と可逆性顕色剤とから可逆性感熱記録層２−２を形成し、この可逆性感熱記録層２−２上に光吸収熱変換材料からなる光熱変換層を積層することも可能である。又、記録媒体２は、ロイコ染料と可逆性顕色剤と光吸収熱変換材料から可逆性感熱記録層２−２を形成し、この可逆性感熱記録層２−２上にさらに光吸収熱変換材料からなる光熱変換層を積層することも可能である。又、光吸収熱変換材料を含んだ可逆性感熱記録層２−２がある。この可逆性感熱記録層２−２において光吸収熱変換材料の吸収波長を持つ光の平均透過率が例えば３０％以上ある場合には、可逆性感熱記録層２−２の直下に光吸収熱変換材料から成る光熱変換層を積層することも可能である。
【００２４】
以下、記録媒体２の各層に用いる材料について説明する。
ロイコ染料は、具体的例として例えば上記特許文献２、３、５に開示されているものが使用可能である。これに限定されるものではない。ロイコ染料の具体的な例としては、例えば３−ジエチルアミノ−７−ｏ−クロロフェニルアミノフルオラン、３−ジエチルアミノ−７−ｍ−クロロフェニルアミノフルオラン、３−ジエチルアミノ−７−ｐ−クロロフェニルアミノフルオラン等である。
【００２５】
可逆性顕色剤は、長鎖アルキル基を有するフェノール化合物を使用する。この可逆性顕色剤は、例えば上記特許文献２、３、５に開示されている。本実施の形態では、高速消色性を有する可逆性顕色剤に限定する必要があり、特に特許文献５に開示されて具体的な可逆性顕色剤の使用が望ましい。例えば可逆性顕色剤は、下記の一般式（１）により表される化合物が望ましいが、これに限定されるものでない。
【化１】
【００２６】
一般式（１）で表される化合物中、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ同じであっても、異なってもよい酸素原子、硫黄原子又は両末端に炭化水素原子団を含まない−ＣＯＮＨ−結合を最小構成単位とする二価の基を表す。Ｒ１は単結合又は炭素数１から１２の二価の炭化水素基を表す。Ｒ２は炭素数１から１８の二価の炭化水素基を表す。好ましくは炭素数１〜４の二価の炭化水素基である。Ｒ３は炭素数１〜２４の一価の炭化水素基を表し、好ましくは炭素数６から炭素数２４の炭化水素基であり、より好ましくは炭素数８〜２４の炭化水素基である。更に、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３の炭素数の和が１１以上３５以下である場合が特に好ましい。Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は主として、各々アルキレン基及びアルキル基を表す。Ｒ１の場合は、芳香環を含んでいてもよい。ｆは０〜４の整数を表し、ｆが２以上のとき繰り返されるＲ２及びＸ２は同一であっても異なっていてもよい。
【００２７】
一般式（１）中のＸ１、Ｘ２は両末端に炭化水素原子団を含まない−ＣＯＮＨ−結合を最小構成単位とする二価の基を含むが、その具体例としては、例えばジアシルアミン（−ＣＯＮＨＣＯ−）、ジアシルヒドラジン（−ＣＯＮＨＮＨＣＯ−）等の基が挙げられるが、好ましくはジアシルヒドラジン、しゅう酸ジアミド、アシルセミカルバジドである。本実施の形態に係わる可逆性顕色剤の具体的な例としては、例えば構造式（２）が挙げるが、これに限定されるものではない。
【化２】
【００２８】
又、特許文献５に開示されているように他の可逆性顕色剤であってもロイコ染料と混合して生成された可逆性感熱記録材料に関し、加熱溶融急冷して得られた発色状態の可逆性感熱記録材料が示差走査熱量分析又は示差熱分析によって、その昇温過程で発熱ピークを示さずに消色状態に転移する場合には、高速消色性を有する可逆性感熱記録材料として使用可能である。すなわち、この場合、少ない熱エネルギーの授受で瞬時に発色状態から消色状態に転移することができる。従って、本実施の形態で使用可能な可逆性感熱記録材料は、高速消色性を有することが要件であって、ロイコ染料とそれに適する可逆性顕色剤に限定されるものではない。
【００２９】
本実施の形態に用いられる光吸収熱変換材料は、例えば光熱変換色素が用いられる。光吸収熱変換材料の具体的な例としては、例えばフタロシアニン化合物、金属錯体化合物、ポリメチン化合物、ナフトキノン系化合物等が挙げられ、可逆性感熱記録層２−２に分散状態又は分子状態で含有することができる。光吸収熱変換材料は、好ましくは、光熱変換効率、溶剤への溶解性、樹脂への分散性、紫外線に対する耐光性の点でフタロシアニン化合物金属錯体化合物が挙げられ、特にフタロシアニン化合物が好ましい。光吸収熱変換材料は、さらに詳しくは特許文献２、３、５に開示されているものが使用可能である。フタロシアニン化合物の例としては、例えばナフタロシアニン化合物、無金属フタロシアニン化合物、鉄フタロシアニン化合物等である。又、本実施の形態において光吸収熱変換材料は、使用するレーザ光源２１の波長８０８ｎｍ〜８３０ｍｍ付近に吸収ピークを持つものが選択される。
【００３０】
可逆性感熱記録層２−２には、性能向上のために各種のバインダー、添加剤等を使用することが可能である。これらバインダー、添加剤等については例えば特許文献２、３、５に開示されている。例えば特許文献２、３、５には、可逆性感熱記録層２−２の強度を向上し、かつ可逆性感熱記録層２−２の組成物の各素材が加熱・冷却等によって偏在することなく均一に分散するための耐熱性樹脂等のバインダーが挙げられている。又、例えば特許文献２、３、５には、発色感度及び消去温度を調整するための熱可融性物質等が挙げられている。
【００３１】
本実施の形態に用いられる支持体２−１は、単に可逆性感熱記録層２−２を支持するだけに限らず、発色時における加熱後の冷却工程において熱の吸収体として機能を果たす。特に、第１の実施の形態では、自然冷却を採用するので、支持体２−１が冷却速度の大部分を支配している。このため、支持体２−１には、所定の熱伝導率と比熱を有するポリェチレンテレフタレート、ポリプロポレン等の合成樹脂フイルムが使用される。具体的に使用できる支持体２−１の材料は、例えば特許文献２、３、５に開示されている。
【００３２】
記録媒体２の層構成としては、可逆性感熱記録層２−２の上の最外層として保護層２−３を積層することが望ましい。本装置は、記録媒体２に対して非接触で画像等を書換えることができ、これにより基本的に加熱・冷却以外に記録媒体２にはダメージを与えない。しかしながら、記録媒体２のライフサイクル全体から見ると本装置での書換え後が記録媒体２の本来の役割を果たす使用段階になる。
【００３３】
この記録媒体２の使用段階では、記録媒体２は例えば擦過、打撃、折り曲げ、紫外線照射等のさまざまダメージを受ける。このため、ハードコート層である保護層２−３が必要になる。特に、光吸収熱変換材料としての光熱変換色素やロイコ染料は、紫外線吸収により大きなダメージを受ける可能性が高いので、各種の紫外線吸収剤を保護層２−３に混入する。使用可能な各種の紫外線吸収剤を含めた保護層２−３の材料は、例えば特許文献２、３に開示されている。一般に光吸収熱変換材料としては、近赤外領域の吸収波長を持つものを使用し、ロイコ染料の発色波長域は可視域であるので、最上部の保護層２−３が紫外線のみを吸収する場合には、光吸収熱変換材料もロイコ染料もその機能に影響を与えられることはない。
【００３４】
発色系としての発色ステーション１０が記録媒体搬送装置１の上方に設けられている。この発色ステーション１０は、記録媒体２に対して発色可能温度帯域に加熱し、この加熱後の冷却によって記録媒体２を一様に発色させる。すなわち、発色ステーション１０は、媒体搬送方向Ｙに対して略直角なライン露光方向Ｘで記録媒体２をライン露光し、記録媒体２幅内の所定の有効発色幅Ｗ１の全幅において記録媒体２を発色させる。このとき記録媒体２における前回の使用で記録された前記録画像２ａは一様発色画像２ｂとなる。
【００３５】
消色系としての消色ステーション２０が記録媒体搬送装置１の上方でかつ発色ステーション１０の下流側に設けられている。この消色ステーション２０は、後述する図５に示すように発色ステーション１０により一様に発色した記録媒体２の温度が消色可能温度帯域Ｓ内又は消色可能温度帯域Ｓ外でかつ当該消色可能温度帯域Ｓの下限温度よりも所定温度低い温度帯域内のいずれか一方に低下したとき、例えば後述する図５に示す温度Ｔｃ５に低下したときに、記録媒体２を加熱して当該記録媒体２を画像様に消色する。
【００３６】
すなわち、消色ステーション２０は、媒体搬送方向Ｙに対して略垂直な方向であるビーム走査露光方向Ｘで、かつ記録媒体２幅内の所定の有効消色幅Ｗ２で一様発色した記録媒体２における一様発色画像２ｂの必要な部分をビーム走査露光により画像様に消色する。これにより、記録媒体２に記録されていた一様発色画像２ｂは、記録画像２ｃに書換えられる。すなわち一様発色画像２ｂは、画像等のデータの背景部に相当する部分が消色され、記録画像２ｃに書き換えられる。
【００３７】
又、消色ステーション２０は、記録媒体２に対する加熱時間を発色ステーション１０による記録媒体２に対する加熱時間よりも短く、かつ記録媒体２に与える加熱エネルギーを発色ステーション１０により記録媒体２に与える加熱エネルギーよりも小さい。
発色ステーション１０におけるライン露光と消色ステーション２０におけるビーム走査露光との時間間隔は、記録媒体２上のいかなる部位においてでも一定に保たれる。このために発色ステーション１０におけるライン露光方向Ｘと消色ステーション２０における走査露光方向Ｘとは、媒体搬送方向Ｙに対して同一の角度に設定されている。すなわち、発色ステーション１０による記録媒体２に対するライン状の光バー１５の媒体搬送方向Ｙに対する照射角度と、消色ステーション２０による記録媒体２に対するレーザビーム２１ａの媒体搬送方向Ｙに対する走査角度とは、同一に設定されている。
【００３８】
但し、消色可能温度条件及び温度変化速度条件の許容幅が大きい場合には、発色ステーション１０におけるライン露光方向Ｘと消色ステーション３０におけるライン露光方向Ｘとは、僅かに異なる角度、例えば角度θとすると、ｔａｎθ＝１／１０００程度に設定されていてもよい。
【００３９】
ここで、発色ステーション１０及び消色ステーション２０による各露光の幅は、通常、
記録媒体２の幅Ｗ０＞有効消色幅Ｗ２＞有効発色幅Ｗ１
の関係が成り立つように設定される。
又、発色ステーション１０及び消色ステーション２０による媒体搬送方向Ｙに対する露光の幅は、
記録媒体２の長さＬ０＞有効消色長Ｌ２＞有効発色長Ｌ１
の関係が成り立つように発色ステーション１０と消色ステーション２０との各露光タイミングが設定されている。
【００４０】
発色ステーション１０と消色ステーション２０とは、記録媒体２における画像等のデータが記録されていない未使用の部分に対しても上記同様に作用する。すなわち、発色ステーション１０は、記録媒体２に対して発色可能温度帯域Ｋに加熱し、この加熱後の冷却によって記録媒体２を一様に発色させる。
【００４１】
消色ステーション２０は、発色ステーション１０により一様に発色した記録媒体２の温度が消色可能温度帯域Ｓ内又は消色可能温度帯域Ｓ外でかつ当該消色可能温度帯域Ｓの下限温度よりも所定温度低い温度帯域内のいずれか一方に低下したときに、記録媒体２を加熱して当該記録媒体２を画像様に消色する。発色ステーション１０及び消色ステーション２０の各露光位置が移動する場合、或いは発色ステーション１０及び消色ステーション２０の各全体が移動する場合、記録媒体２を固定することも可能である。この場合、記録媒体搬送装置１は、必要ない。
【００４２】
発色ステーション１０と消色ステーション２０との間隔は、少なくとも前記搬送機構による記録媒体２の搬送速度と、記録媒体２の温度が発色ステーション１０により発色可能温度帯域に加熱されてから消色可能温度帯域Ｓ内又は消色可能温度帯域Ｓ外でかつ当該消色可能温度帯域Ｓの下限温度よりも所定温度低い温度帯域内のいずれか一方に低下するまでに要する時間とに基づいて設定される。
【００４３】
次に、発色ステーション１０の具体的な構成について説明する。
発色ステーション１０は、光源として赤外線（以下、単に光線と称する）を放射するハロゲンランプ１１を備える。このハロゲンランプ１１は、ガラス管内にフィラメント１２を設け、かつガラス管の外側に反射膜１３を形成してある。このハロゲンランプ１１の長さは、有効発色幅Ｗ１よりも長く設定されている。これにより、ハロゲンランプ１１は、有効発色幅Ｗ１の全幅において記録媒体２の表面を均一な光強度分布にするようにフィラメント１２の光強度分布を両端でやや強くなるように設定している。反射膜１３は、フィラメント１２から出射された光線のうち記録媒体２と反対方向へ向かう光線を反射し、フィラメント１２から出射する光線の利用効率を高める。
【００４４】
ハロゲンランプ１１から出射される光線の光路上には、ハロゲンランプ用集光光学系１４が設けられている。このハロゲンランプ用集光光学系１４は、複数の光学レンズにより成る。このハロゲンランプ用集光光学系１４は、ハロゲンランプ１１から出射された光線をレンズにより記録媒体２上に合焦し、媒体搬送方向Ｙにおける幅が狭いライン状の光バー１５に形成して記録媒体２上をライン露光する。
【００４５】
光バー１５は、記録媒体２に含有する光吸収熱変換材料に吸収されて熱に変換され、発色に必要な温度条件を生成し、記録媒体２に含有される可逆性感熱記録材料を発色する。この発色には、所定範囲の冷却速度を満たす必要がある。本実施の形態では、記録媒体２における光バー１５により露光した部分の温度が周囲よりも高くなるので、記録媒体２内部での熱移動及び記録媒体２から外部の空気、記録媒体搬送装置１への熱移動による自然冷却が発色に必要な冷却速度を満たし、冷却工程として使用される。
【００４６】
ハロゲンランプ１１の出力は、例えば幅１００ｍｍの画像を７６ｍｍ／ｓｅｃ程度の記録媒体２の搬送速度で画像形成する場合、記録媒体２の表面上での光バー１５の媒体搬送方向Ｙの露光長０．１２５ｍｍに対して２５〜３０Ｗ程度の光バー１５の光強度を最大値として必要される。このときのハロゲンランプ１１は、例えば消費電力２５０〜５００Ｗ程度を必要とする。この値は、記録媒体２の表面で２５〜３０Ｗ程度の光強度の１０程度大きいが、ハロゲンランプ１１の波長分布が広く、光吸収熱変換材料の吸収波長と一致する領域が少ないこと、またレーザ光のようにコヒーレントではないので光エネルギーの集中性が弱いためである。
【００４７】
ハロゲンランプ１１のスペクトル分布は、近赤外域の０．８〜１．０μｍ付近をピークとし、長波長側に広い強度分布を持つ。一方、ハロゲンランプ１１の入力電源は、１００ＶＡＣ電源を直流に変換することなく使用できるので、直流電源等が要らず、高出力レーザに必要な高能力冷却装置も不要である。これにより、ハロゲンランプ１１の総消費電力量は、高出力レーザと比較してもあまり変わらない。従って、ハロゲンランプ１１は、低コストであることも含めて、５００〜１０００Ｗ程度でもレーザ光源に比べればはるかに安価である。
【００４８】
フィラメント１２から出射される光線は、反射膜１３とハロゲンランプ用集光光学系１４とにより集光される。フィラメント１２から出射される光線の集光は、周知の放物面や楕円面等のミラー、又はこれらのミラーとレンズの組み合わせ等によって行うことが可能である。
【００４９】
フィラメント１２の直径が例えば１ｍｍ程度であり、画像形成速度すなわち媒体搬送速度を７６ｍｍ／ｓｅｃ程度とする場合、光バー１５の媒体搬送方向Ｙの露光長は１ｍｍ以下にすることが望ましく、かつ集光光学系１４の横倍率は１以下に設定される。光バー１５の媒体搬送方向Ｙの露光長の値は、媒体搬送速度だけでなく、光バー１５の光強度、記録媒体２の比熱や熱伝導率周囲温度等に関係して設定される。光バー１５の媒体搬送方向Ｙの露光長は１ｍｍを超え、露光時間が長くなると、露光部分から記録媒体２全体に熱が移動し、自然冷却では発色に必要な冷却速度が得られなくなる場合がある。そのときには強制冷却手段が使用される。なお、スリットは、周囲からの露光等を防止し、光バー１５の媒体搬送方向Ｙの露光長を確保するために設けられる。
【００５０】
記録媒体２の温度調整について説明する。記録媒体２は、使用環境、保存環境によって発色ステーション２０の露光位置に来たときの温度が異なる。発色温度域は、例えば１６０〜２４０℃とかなり広く取れるので、記録媒体２の温度変動に対してかなり広い幅で対応できる。しかし、使用環境が対応困難な極低温、或いは激しい温度サイクル等であると、記録媒体２の温度や周囲環境の温度を温度センサにより測定し、この測定した温度に応じてハロゲンランプ１１の光量を制御することが必要になる。又、記録媒体搬送装置１にヒータ等を組み込み、このヒータ等により記録媒体２を加熱して記録媒体２の温度を一定に保つようにしてもよい。
【００５１】
消色ステーション２０の具体的な構成について説明する。
消色ステーション２０は、光源として半導体レーザ２１を備える。この半導体レーザ２１は、レーザビーム２１ａを出射する。この半導体レーザ２１から出射されるレーザビーム２１ａの光路上には、レーザ用集光光学系２２とポリゴンミラー２３とが設けられている。レーザ用集光光学系２２は、複数の光学レンズにより成る。この消色ステーション２０から出射されたレーザビーム２１ａは、レーザ用集光光学系２２により記録媒体２上で合焦され、かつ所定の直径を有するレーザビーム２１ａとして記録媒体２上に照射され、記録媒体２を露光する。ポリゴンミラー２３には、ポリゴンモータ２４が設けられている。ポリゴンミラー２３は、モータ２４の駆動によって一定の回転速度で回転する。これにより、レーザビーム２１ａは、記録媒体２面上に走査される。
【００５２】
レーザビーム２１ａの走査幅内で有効消色幅Ｗ２が設定される。この有効消色幅Ｗ２は、有効発色幅Ｗ１よりも長い。レーザビーム２１ａの光強度は、記録媒体２の全面消色時に有効消色幅Ｗ２の全幅において記録媒体２の表面で均一な光強度になるように制御される。又はレーザビーム２１ａの発光時間は、記録媒体２の全面消色時に有効消色幅Ｗ２の全幅において記録媒体２の表面で均一な光強度になるように制御される。
【００５３】
半導体レーザ２１の発光制御は、画像等のデータを含む画像信号に従ったＯＮ／ＯＦＦ制御、ＯＮ／ＯＦＦ時間幅の変調制御、又はレーザビーム２１ａの出力光強度の変調制御等の単独若しくは組み合わせによって行われる。これにより、一様発色画像２ｂは、画像の背景部に相当する部分が消色され、記録画像２ｃに書き換えられる。
【００５４】
レーザビーム２１ａは、記録媒体２に含有される光吸収熱変換材料に吸収されて熱に変換され、消色に必要な温度条件を生成し、記録媒体２に含有される可逆性感熱記録材料によって消色する。消色ステーション２０によってレーザビーム２１ａが照射される記録媒体２の温度は、発色ステーション１０によって光バー１５が照射される記録媒体２の初期温度よりも高く、かつ記録媒体２の消色可能温度帯域Ｓの下限近傍に設定されている。すなわち、発色ステーション１０による加熱後、所定の冷却速度で冷却されて発色した記録媒体２が完全に冷め切らない前に消色ステーション２０によりレーザビーム２１ａが照射される。
【００５５】
しかるに、発色ステーション１０と消色ステーション２０との媒体搬送方向Ｙの位置関係は、発色ステーション１０による加熱後、所定の冷却速度で冷却されて発色した記録媒体２が完全に冷め切らない前に消色ステーション２０によりレーザビーム２１ａが照射されるという条件を満たす設定となっている。このとき、記録媒体２の発色部分を消色する場合、レーザビーム２５により加熱を開始し、温度上昇カーブを低温側から消色可能温度帯域Ｓに突入させ、その後、記録媒体２の周囲に対して温度差で移動する熱エネルギー分をレーザビーム２５によりわずかな時間だけ付与してやればよい。従って、消色ステーション２０における消色に必要な熱エネルギーは、初期温度から加熱する場合に比較してわずかな量で済むので、半導体レーザ２１は安価な比較的低出力のもので十分である。
【００５６】
次に、半導体レーザ２１は、例えば波長８０８ｎｍ若しくは８３０ｎｍのレーザビーム２１ａを出射する。この半導体レーザ２１から出射されるレーザビーム２１ａの出力は、例えば、ポリゴンミラー２３により走査されてレーザビーム２１ａの利用効率を５０％とし、幅１００ｍｍの画像等のデータを７６ｍｍ／ｓｅｃ程度の記録媒体２の搬送速度で消色により画像形成するネガ画像形成の場合には、画素の大きさを０．１２５ｍｍ×０．１２５ｍｍとすると、記録媒体２面上での光強度２〜３Ｗ程度が必要となる。この値は、発色により画像形成するポジ画像形成の場合と比較して１／１０以下である。
【００５７】
さらに、レーザビーム２１ａの照射直前の記録媒体２の温度すなわち消色加熱開始温度を消色可能温度帯域Ｓの下限近傍、例えば温度差１〜５℃に設定すれば、好条件下で記録媒体２面上での光強度を０．２〜０．３Ｗ程度することが可能である。これにより、ＹＡＧレーザやＣ０２レーザではなく、安価な低出力の半導体レーザ２１を使用した光熱変換型の画像書換装置が可能になる。
【００５８】
次に、集光光学系・走査系について説明する。半導体レーザ２１から出射されたレーザビーム２１ａは、集光光学系２２を通り、ポリゴンミラー２３により反射し、記録媒体２上に合焦する。ポリゴンミラー２３は、ポリゴンモータ２４の駆動により所定の速度で回転され、半導体レーザ２１から出射されたレーザビーム２１ａの反射角度を可変させて記録媒体２上に走査する。
【００５９】
記録媒体２上におけるレーザビーム２１ａの大きさ及びその形状は、記録媒体２のレーザビーム２１ａの光強度に対する消色感度によって異なるが、例えば、画素の大きさを０．１２５ｍｍ×０．１２５ｍｍとし、レーザビーム２１ａの中心での光強度の１／ｅ２をビーム径とすると、円形の場合のレーザビーム２１ａのビーム径は、記録媒体２面上で例えば０．１２５〜０．１８０ｍｍ程度である。楕円形の場合のレーザビーム２１ａのビーム径は、ライン露光方向Ｘで例えば０．０４〜０．０９ｍｍ程度、媒体搬送方向Ｙで例えば０．１３０〜０．１８０ｍｍ程度である。
【００６０】
半導体レーザ２１等の複数のレーザ光源を用いる場合には、例えば上記特許文献１に開示されているようなレーザ光ビームの重なり合わせ、熱伝導による温度分布等各種のレーザ光ビームの合成パターンを使用可能である。このような特許文献１における集光・走査系は、シンプルであるが、本実施の形態に適用した場合、記録媒体２の表面が平面であるので、周知のようにポリゴンミラー２３の反射点から記録媒体２上のレーザビーム２５の露光点までの距離は、ポリゴミラー２３の回転角度によって異なる。このためライン露光方向Ｘに対して記録媒体２の幅の中心から周辺に行く程、レーザビーム２５のライン露光方向Ｘの径は大きくなり、さらに走査速度も速くなり、記録媒体２上の単位面積当たりの光強度が均一ではなくなる。
【００６１】
これに対して本実施の形態であれば、半導体レーザ２１から出力されるレーザビーム２１ａを変調して単位面積当たり均一の光強度にする方法以外に周知のいくつかの方法が使用できる。例えば、ポリゴンミラー２３と記録媒体２との間の光路にｆθレンズを挿入する。記録媒体２をおおよそポリゴンミラー２３の反射点を中心に湾曲させ、ポリゴンミラー２３の反射点から記録媒体２上のレーザビーム２１ａの露光点までの距離を一定にする等の方法がある。
【００６２】
次に、上記の如く構成された装置による画像等のデータの書き換えの動作について説明する。
画像等のデータの書き換えは、記録媒体２に対して発色可能温度帯域に加熱し、この加熱後の冷却によって記録媒体２を一様に発色させる発色工程と、一様に発色した記録媒体２の温度が消色可能温度帯域Ｓ内又は消色可能温度帯域Ｓ外でかつ当該消色可能温度帯域Ｓの下限温度よりも所定温度低い温度帯域内のいずれか一方に低下したときに、記録媒体２を加熱して記録媒体２を画像様に消色する消色工程とから成る。
【００６３】
図４乃至図６は発色工程から消色工程までの流れを記録媒体２の特性に基づいた温度・濃度と時間との関係図を示す。これら図４乃至図６における温度・濃度と時間との各関係図は、それぞれ記録媒体２の光吸収熱変換材料を混入した可逆性感熱記録層２−２における温度と濃度との時間変化を表したのもので、右側縦軸に温度、左側縦軸に濃度、横軸に時間を示す。又、例示する温度、濃度、時間等の数値は、例えば幅１００ｍｍの画像を７６ｍｍ／ｓｅｃ程度の記録媒体２の搬送速度で、画素の大きさを例えば０．１２５ｍｍ×０．１２５ｍｍ程度とした場合の画像形成を条件としている。
【００６４】
なお、この条件は、光バー１５、レーザビーム２１ａの形状や光強度パターン、記録媒体２に照射されるレーザビーム２１ａの光強度に対する発色・消色感度、記録媒体２内及びその周囲での熱伝達率、熱伝導率、比熱等によって異なるので、必ずしもその数値に限定されるものではない。
【００６５】
先ず、発色工程について説明する。
図４における温度曲線Ｔｃ０−Ｔｃ１−Ｔｃ２−Ｔｃ３−Ｔｃ４−Ｔｃ６は、温度−時間曲線を示す。濃度曲線Ｄｃ０−Ｄｃ３−Ｄｃ４−Ｄｃ６は、濃度−時間曲線を示す。濃度は、反射濃度を示す。
初期状態である。
初期状態として、記録媒体２は、室温である温度Ｔ０（２５℃）＝Ｔｃ０、消色状態の濃度Ｄ０（０．２〜０．３）＝Ｄｃ０の状態である。
【００６６】
次に、発色前加熱工程である。
記録媒体搬送装置１上に記録媒体２が載置される。この記録媒体搬送装置１は、記録媒体２を一定速度で媒体搬送方向Ｙに搬送する。
発色ステーション１０において、ハロゲンランプ１１が光線を出射すると、この光線は、反射膜１３で反射した光線を含めてハロゲンランプ用集光光学系１４に入射する。このハロゲンランプ用集光光学系１４は、ハロゲンランプ１１から出射された光線をレンズにより記録媒体２上に合焦し、媒体搬送方向Ｙにおける幅が狭いライン状の光バー１５に形成して記録媒体２上をライン露光する。
【００６７】
しかるに、記録媒体２は、発色ステーション１０から記録媒体２の面上に照射される光バー１５の露光位置に進入すると発色前加熱工程になる。すなわち、記録媒体２が光バー１５により露光されると、記録媒体２におけるロイコ染料と可逆性顕色剤とから成る組成物の溶融温度、若しくはどちらか成分の溶融温度等に相当する発色可能温度Ｔｃ１＝Ｔｍ（１８０℃）を通過する。そして、記録媒体２の温度は、温度曲線Ｔｃ０−Ｔｃ１−Ｔｃ２を経てピーク温度Ｔｃ２（２００℃）まで上昇する。
【００６８】
記録媒体２の発色可能温度は、上限があり、可逆性感熱記録層２−２の各材料の熱分解温度等によって設定される。この記録媒体２の発色可能温度は、図４に示す温度上昇範囲外である。例えば、温度曲線Ｔｃ０−Ｔｃ１−Ｔｃ２間の発色前熱工程の所要時間、すなわち発色ステーション１０での露光時間は、光バー１５の媒体搬送方向Ｙの露光長を例えば１．２５ｍｍ程度とすると、１５〜３０ｍｓｅｃ程度である。好ましくはハロゲンランプ用集光光学系１４の設定を変更することにより、光バー１５の媒体搬送方向Ｙの露光長を例えば０．１２５ｍｍ程度にする。実際の装置では、発色ステーション１０での露光時間は、１５〜３０ｍｓｅｃ程度の中間の値が選択される。
【００６９】
又、１画素に相当する面積を発色させるのに必要なエネルギーは、例えば６０〜６００μＪ程度である。このエネルギー値は、可逆性感熱記録層２−２の光吸収熱変換材料の光吸収度、及び記録媒体２全体の熱移動特性にかかわっている。又、光強度に関しては、記録媒体２の光吸収波長に対して記録媒体２面上で約４０〜５０Ｗである。
【００７０】
次に、発色冷却工程である。
記録媒体２は、記録媒体搬送装置１によって媒体搬送方向Ｙに搬送されるので、発色ステーション１０から照射される光バー１５の露光位置からはずれ、発色冷却工程になる。この発色冷却工程において、自然冷却により記録媒体２の温度は、温度曲線Ｔｃ２−Ｔｃ３（１８０℃）−Ｔｃ４（１５０℃）に示すように温度Ｔｃ４（１５０℃）まで下降する。このとき冷却速度は、例えば−１００〜−２００℃／ｓｅｃ以上になるように設定される。
この発色冷却工程により濃度は、濃度曲線Ｄｃ３−Ｄｃ４により示す濃度Ｄｃ４まで変化する。濃度Ｄｃ３では最低濃度Ｄｃ０＝Ｄ０（０．２〜０．３）であり、濃度Ｄｃ４では最高濃度Ｄ１（１．０〜１．２）まで発色する。このときの濃度曲線Ｄｃ３−Ｄｃ４に示す濃度の時間変化曲線は、ロイコ染料と可逆性顕色剤との組あわせによる。図４おける発色開始時の濃度Ｄｃ３は、温度Ｔｃ３温度に相当し、例えば特許文献７は温度Ｔｃ１から発色する場合を開示する。いずれにしろ、発色状態を室温（２５℃）で保持するためには、所定の冷却速度が必要である。本装置は、発色開始条件に限定されるものではない。
【００７１】
次に、後冷却工程である。
記録媒体搬送装置１は、記録媒体２を一定速度で媒体搬送方向Ｙに搬送する。これにより、記録媒体２は、発色ステーション１０を通過し、消色ステーション２０に向かって搬送されて消色ステーション２０に到達し、さらに消色ステーション２０を通過する。このとき、記録媒体２は、画像書き換えの発色維持部分に対してレーザビーム２１ａにより露光が開始されず、発色状態が維持され後冷却工程となる。自然冷却により記録媒体２の温度は、温度曲線Ｔｃ４−Ｔｃ６に示すように温度Ｔｃ６（３０℃）まで下降する。これにより、濃度は、濃度Ｄｃ６まで最高濃度Ｄ１（１．０〜１．２）が維持され、後冷却工程が終了する。好ましくは本装置の利用効率上げるために、温度Ｔｃ６６（３０℃）まで冷却せずに、使用者が火傷することなく、かつ記録媒体２が熱変形しない温度４０〜６０℃で後冷却工程を終了する。
【００７２】
次に、低エネルギー消色工程について図５を参照して説明する。
図５は同装置による発色工程から消色工程までの流れを記録媒体の特性に基づいた温度・濃度と時間との関係図を示す。同図において温度曲線Ｔｃ０−Ｔｃ１−Ｔｃ２−Ｔｃ３−Ｔｃ４−Ｔｃ５−Ｔｅ１−Ｔｅ２−Ｔｅ３−Ｔｅ４は、温度一時間曲線を示す。濃度曲線Ｄｃ０−Ｄｃ３−Ｄｃ４−Ｄｅ１−Ｄｅ２−Ｄｅ４は、濃度−時間曲線を示す。濃度は、反射濃度を示す。図５において温度−時間曲線Ｔｃ０−Ｔｃ１−Ｔｃ２−Ｔｃ３−Ｔｃ４及び濃度−時間曲線Ｄｃ０−Ｄｃ３−Ｄｃ４までの発色工程すなわち発色冷却工程までは、上記図４に示す工程と同一工程なのでその説明は省略する。
【００７３】
先ず、消色前冷却工程である。
発色冷却工程の次に記録媒体２は、温度曲線Ｔｃ４−Ｔｃ５に示す温度Ｔｃ５（１１５℃）まで自然冷却される。温度Ｔｃ５は、消色可能温度帯域Ｓの下限に近い。この温度Ｔｃ５を一定に保つように発色ステーション１０でのライン露光位置と消色ステーション２０でのレーザビーム２１ａの走査露光位置との間の距離は、記録媒体２のどの部位でも一定である。従って、記録媒体２の搬送速度一定の条件で冷却時間も一定となる。
【００７４】
本実施の形態では、温度曲線Ｔｃ４−Ｔｃ５（１１５℃）までの範囲で消色が開始されない。温度曲線Ｔｃ４−Ｔｃ５は、消色可能温度帯域Ｓ（１２０〜１８０℃）内を通過しているが、消色可能な温度変化速度はゼロ以上であり、このとき温度変化速度は冷却中でありゼロ以下なので消色は開始されない。従って、温度Ｔｃ４＝Ｔｃ５＝最高濃度Ｄ１（１．０〜１．２）まで発色状態が維持される。すなわち消色可能温度帯域Ｓ（１２０〜１８０℃）内でかつ温度上昇時のみ、消色が開始される。
【００７５】
次に、消色前加熱工程である。
記録媒体２は、記録媒体搬送装置１の搬送動作によって消色ステーション２０に到達する。消色ステーション２０において半導体レーザ２１は、レーザビーム２１ａを出射する。この半導体レーザ２１から出射されたレーザビーム２１ａは、レーザ用集光光学系２２により記録媒体２上で合焦されて所定の直径を有するレーザビーム２１ａとして記録媒体２上に照射され、かつポリゴンミラー２３の一定の回転速度の回転により記録媒体２面上に走査される。
【００７６】
この状態で記録媒体２は、消色ステーション２０から出射されるレーザビーム２１ａによる露光位置に進入すると、消色前加熱工程となる。記録媒体２がレーザビーム１２ａにより露光されると、記録媒体２の温度は、図５に示すように温度曲線Ｔｃ５−Ｔｅ１に従ってＴｅ１（１２０℃）まで上昇する。このとき、記録媒体２は、消色可能温度帯域Ｓ（１２０〜１８０℃）に達していないので消色は開始されない。
【００７７】
次に、消色加熱工程である。
レーザビーム１２ａの照射による記録媒体２上の露光は続行する。記録媒体２の温度は、温度曲線Ｔｅ１−Ｔｅ２に示すように温度Ｔｅ２（１２５℃）まで上昇する。ここで、消色開始温度Ｔｅ１（１２０℃）以上で消色加熱工程となり、濃度は、濃度曲線Ｄｅ１−Ｄｅ２に示すように濃度Ｄｅ２まで変化する。濃度Ｄｅ１では最高濃度Ｄ１（１・０〜１・２）であり、温度Ｔｅ２では最低濃度Ｄ０（０．２〜０．３）で消色する。
【００７８】
このときの消色パターンは、画像様になっており、画像等のデータの背景部分が消色され、画像の書き換えが行われる。先の工程の消色前加熱工程における加熱開始温度Ｔｃ５は、消色可能温度帯域Ｓ（１２０〜１８０℃）の下限に近く、例えば９０〜１３０℃の範囲で設定される。従って、消色前加熱工程の開始からやや遅れて記録媒体２の消色が開始される。
【００７９】
消色前加熱工程と消色加熱工程とは、レーザビーム２１ａによる１画素に対する単位露光時間内での連続工程であり、記録媒体２の消色開始温度Ｔｅ１を基準に区分している。温度曲線Ｔｃ５−Ｔｅ２間の消色前加熱工程と消色加熱工程との総所要時間、すなわち消色ステーション２０の総露光時間は、例えば１〜１．３μｓｅｃ程度である。又、１画素を消色させるのに必要なエネルギーは、例えば２〜５μＪ程度である。このエネルギー値は、消色加熱開始温度の設定に大きく係り、さらに可逆性感熱記録層２−２の光吸収熱変換材料の光吸収度、及び記録媒体２全体の熱移動特性に係っている。
【００８０】
レーザビーム２１ａの記録媒体２面上での光強度は、例えば、２〜３Ｗ程度である。これにより小光強度のレーザビーム２１ａによる画像等のデータの書き換えができる。さらに、消色加熱開始温度、レーザビーム２１ａの形状、記録媒体２の特性等を最適化すると、光強度は、例えば０．２〜０．３Ｗ程度に設定することも可能である。この場合、消色可能温度の変化速度の範囲を、−２０℃〜０℃／ｓｅｃ程度に設定し、さらに、消色加熱開始温度を、温度Ｔｃ５を消色可能温度帯域Ｓ（１２０〜１８０℃）に設定する。このとき、温度変化速度が消色可能温度変化速度を満たしていれば、直ちに消色が開始される。これにより、消色前加熱工程を省略可能である。特に、消色可能温度変化速度の範囲が例えば−２０℃／ｓｅｃのように温度降下勾配である場合、消色加熱開始温度は、温度Ｔｃ５を例えば１２５〜１４０℃の範囲で設定し、消色前加熱工程を省略できる。
【００８１】
次に、後冷却工程である。
記録媒体２は、記録媒体搬送装置１の搬送動作によって消色ステーション２０を通過して消色ステーション２０から離れる。これにより、記録媒体２は、消色ステーション２０から出射される光バー１５による露光位置から外れて後冷却工程となる。この後冷却工程において、記録媒体２の温度は、自然冷却により温度曲線に示すようにＴｅ２−Ｔｅ３（１２０℃）−Ｔｅ４（４０℃）まで下降する。
【００８２】
このとき温度変化速度は、冷却中なのでゼロ以下であり、消色は開始されない。濃度は、Ｄｅ４まで最低濃度Ｄ０（０．２〜０．３）が維持され、後冷却工程が終了する。なお、好ましくは本装置の利用効率上げるために、温度Ｔｅ４（４０℃）まで冷却せずに、使用者が火傷することなく、かつ記録媒体２が熱変形しない温度４０〜６０℃で後冷却工程を終了する。
【００８３】
次に、本装置による画像等のデータの書き換えに対する比較例を説明する。
この比較例は、高エネルギーによる消色工程である。図６は比較例として消色加熱開始温度を室温付近Ｔ０（３０℃）とした場合における温度・濃度と時間との関係図を示す。この比較例は、消色ステーション２０の位置を例えば発色ステーション１０から十分な間隔をおいて設定する。すなわち、比較例は、消色ステーション２０と発色ステーション１０との間隔を本装置における消色ステーション２０と発色ステーション１０との間隔よりも長く設定する。
【００８４】
図６において曲線Ｔｃ０−Ｔｃ１−Ｔｃ２−Ｔｃ３−Ｔｃ４−Ｔｅ０−Ｔｅ１−Ｔｅ２−Ｔｅ３−Ｔｅ４は温度−時間曲線である。曲線Ｄｃ０−Ｄｃ３−Ｄｃ４−Ｄｅ０−Ｄｅ１−Ｄｅ２−Ｄｅ４は濃度一時間曲線である。濃度は、反射濃度を示す。温度−時間曲線Ｔｃ０−Ｔｃ１−Ｔｃ２−Ｔｃ３−Ｔｃ４及び濃度−時間曲線Ｄｃ０−Ｄｃ３−Ｄｃ４までの発色工程すなわち発色冷却工程までは上記工程と同一工程なのでその説明は省略する。
【００８５】
先ず、消色前加熱工程である。
消色加熱開始温度を室温付近Ｔｅ０（３５℃）とした場合、記録媒体２が消色ステーション２０から出力されるレーザビーム２１ａによる露光位置に進入することにより消色前加熱工程となる。記録媒体２がレーザビーム２１ａの照射を受けて露光されると、その温度は、温度曲線Ｔｅ０−Ｔｅ１に示すようにＴｅ１（１２０℃）まで上昇する。このとき、記録媒体２は、未だ消色可能温度帯域Ｓ（１８０〜１２０℃）に達していないので、消色は開始されない。
【００８６】
次に、消色加熱工程である。
レーザビーム２１ａによる露光が続行し、記録媒体１の温度は、温度曲線Ｔｅ１−Ｔｅ２に示すようにＴｅ２（１２５℃）まで上昇する。ここで、消色開始温度Ｔｅ１（１２０℃）以上で消色加熱工程となり、濃度は、濃度曲線Ｄｅ１−Ｄｅ２に示すように濃度Ｄｅ２まで変化する。温度Ｔｅ１では最高濃度Ｄ１（１．０〜１．２）であり、温度Ｔｅ２では最低濃度Ｄ０（０．２〜０．３）で消色する。このときの消色パターンは、画像様になっていて、画像等のデータの背景部分が消色されることにより、画像等のデータの書き換えが行われる。
【００８７】
温度曲線Ｔｅ０−Ｔｅ２間における消色前加熱工程と消色加熱工程との所要時間、すなわち消色ステーション２０の総露光時間は、例えば１〜１．３μｓｅｃ程度である。又、１画素を消色させるのに必要なエネルギーは、例えば２０〜４０μＪ程度である。レーザビーム２１ａの光強度は、例えば１５〜２０Ｗ程度である。従って、レーザビーム２１ａの走査条件を一定にし、総露光所要時間を本装置と同一にすると、消色加熱開始温度を室温付近にした場合、本装置のように消色可能温度帯域の下限に近く設定した低エネルギー消色工程の場合の１０程度のエネルギーを必要とする。このため、比較例は、高エネルギー消色工程となる。
【００８８】
次に、後冷却工程である。
記録媒体２は、消色ステーション２０から出射されるレーザビーム２１ａによる露光位置から外れて後冷却工程となる。自然冷却により記録媒体２の温度は、温度曲線Ｔｅ２−Ｔｅ３（１２０℃）−Ｔｅ４（４０℃）に示すようにＴｅ４（４０℃）まで下降する。このとき温度変化速度は、冷却中なのでゼロ以下であり、消色は開始されない。温度ＤＴｅ４まで最低濃度Ｄ０（０．２〜０．３）が維持され、後冷却工程が終了する。このように後冷却工程は、低エネルギー消色工程と同様である。
【００８９】
次に、第１の実施の形態の変形例について説明する。
【００９０】
記録媒体１の搬送速度が速い場合は、発色ステーション１０の光源として用いられているハロゲンランプ１１は、搬送速度に対応した高速のＯＮ／ＯＦＦができない。
【００９１】
そこで、周知のサーマルプリンタ、レーザビームプリンタ、インクジェットプリンタ等が使用している媒体搬送方向Ｙに対しての関係
記録媒体長＞有効画像長
を成立させるためには、光バー１５を高速でＯＮ／ＯＦＦするシャッタ等が必要になる。
【００９２】
簡易な装置としては、
記録媒体長Ｌ０＜有効発色長Ｌ１＜有効消色長Ｌ２
の関係が成り立つように発色ステーション１０及び消色ステーション２０による各露光タイミングが設定される。すなわち、記録媒体２の媒体搬送方向Ｙに対して両側端部まで発色及び消色を可能にする。但し、画像品質を保障する範囲は、記録媒体２の長Ｌ０よりも短くてよい。
【００９３】
発色ステーション１０は、ハロゲンランプ１１から出射された光線をライン状に形成した光バー１５を記録媒体２に照射して発色加熱しているが、これに限らず、記録媒体２に接触して発色加熱する接触加熱手段を用いてもよい。本装置は、消色ステーション２０における光源としての例えば半導体レーザ２１の低出力化を目的としているので、発色ステーション１０には、接触加熱手段を用いることが可能である。例えば、ハロゲンランプ１１を内蔵し、かつ表面をフッ素樹脂によりコーティングしたアルミニウム製のヒートローラ、又は発熱抵抗体を内蔵し、かつ表面をフッ素樹脂によりコーティングしたポリイミド製の移動可能な無端状耐熱性フィルム等が使用できる。これらヒートローラ及び無端状耐熱性フィルムは、回転若しくは移動するので、記録媒体２の表面との速度差はゼロである。これにより、例えばサーマルヘッドにより加熱する場合のように摺擦はなく、記録媒体２の表面に対するダメージは、サーマルヘッドを用いた加熱の場合に比べてはるかに小さい。
【００９４】
又、消色ステーション２０における発色加熱手段としては、半導体レーザや高輝度ＬＥＤをアレイ状に並べたもの、赤外線を放射する電気抵抗体、高周波加熱装置等が使用可能である。これにより、記録媒体２に対する画像等のデータの書き換えを複数回繰り返しても記録媒体２にダメージを与えることなく、記録媒体２の長寿命化を図れる。
【００９５】
このように上記第１の実施の形態によれば、記録媒体２に対して発色可能温度帯域に加熱し、この加熱後の冷却によって記録媒体２を一様に発色させ、次に、一様に発色した記録媒体２の温度が消色可能温度帯域内又は消色可能温度帯域外でかつ当該消色可能温度帯域の下限温度よりも所定温度低い温度帯域内のいずれか一方に低下したときに、記録媒体２を加熱して当該記録媒体２を画像様に消色する。これにより、安価で低出力な半導体レーザ２１を用い、高速で画像等の情報を記録媒体２に書き換え可能で、かつ大画角べた画像の記録を実現できる。
【００９６】
又、高速消色性を有する記録媒体２を用いてネガ画像形成を実現できる。すなわち、従来から記録媒体２を一様発色させた後、画像様に消色するネガ画像形成を採用した場合、画像様消色に必要な光エネルギーが減少することは知られていた。高速消色性を持たない可逆性感熱記録媒体に対しては、高速消色が出来ないために有効な画像様消色方法がなく、このため安価で高速のネガ画像形成を行う装置については開示されていなかった。これに対して本装置は、高速消色性を有し、さらに光熱変換機能を付加した光熱変換型可逆性感熱記録媒体２を採用することにより、安価で高速のネガ画像形成を実現できる。
【００９７】
画像形成用の光源として安価で低出力な半導体レーザ２１を用い、さらに、高速消色性を有する可逆性感熱記録媒体２の少ない熱エネルギーの授受で瞬時に発色状態から消色状態に転移することができるという特性を利用し、消色可能温度帯域の下限に近くに消色加熱開始温度を設定することにより、より一層の画像様のパターン形成用光源の低出力化を図ることができる。
【００９８】
従来のサーマルヘッドによる加熱では、画像形成速度が速くなるに従って大きな投入電力が必要である。このため、サーマルヘッド全体の温度が上昇し、通電をパルス制御に従ってＯＦＦしたとしても、記録媒体２とサーマルヘッドとが接触している限り、サーマルヘッドの熱容量に応じて保持される熱が記録媒体２の搬送方向前方に伝達され、記録媒体２の冷却速度が遅くなる。
【００９９】
これに対し本装置のようにレーザビーム２１ａを用いる加熱方式では、パルス制御に従ったサーマルヘッドと比較して例えば１／１０００程度の短い加熱時間でかつ非接触で消色することが可能であり、一定の冷却速度が保障される。これにより、本装置によれば、消色可能温度帯域の下限に近くに消色加熱開始温度を設定するので、一定の安定した冷却速度が保障され、非接触加熱による画像様消色が好適となる。
【０１００】
ネガ画像形成による大画角べた画像の記録が実現可能である。すなわち、レーザビーム２１ａの光強度はガウス分布している。記録媒体２の消色温度帯域が発色温度帯域よりも低いので、レーザビーム２１ａのガウス分布の裾の部分が前回の発色域に掛かり、ガウス分布の裾の小さい光強度域でも消色してしまう場合がある。又は、記録媒体２の熱伝導でも前回の発色域が消色条件を満たしてしまう場合もある。このような理由により露光の近接による前画像消色が発生し、従来装置では、大画角べた画像の実現が困難であった。これに対して本装置は、ネガ画像形成であり、画像パターンの形成が消色によるので、本質的に露光の近接による前画像消色は発生しない。
【０１０１】
上記第１の実施形態は、画像形成用の半導体レーザ２１等の光源の低出力化、すなわち画像様消色に使用する半導体レーザ２１の低出力化、低価格化を実現できる。レーザ光源に高出力・高価格のものを使用すれば、従来のサーマルヘッドを使用した装置で実現困難であった高速の画像書換装置が提供できる。例えば２〜３Ｗ程度レーザ光源を使用すれば、幅１００ｍｍの画像を７６０ｍｍ／ｓｅｃ程度の媒体搬送速度で消色により画像形成が可能である。又は媒体搬送速度をそれほど速くせずに、大画幅の画像形成に適する画像書換装置の提供が可能になる。
【０１０２】
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１及び図２と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
図７は画像書換装置の基本構成図を示し、図８は同装置の概略斜視図を示す。
【０１０３】
具体例としては、幅１００ｍｍの画像を例えば３８０ｍｍ／ｓｅｃ程度の媒体搬送速度で、例えば０．１２５ｍｍ×０．１２５ｍｍの画素で画像形成するものとする。
【０１０４】
発色ステーション１０は、上記第１の実施の形態における発色ステーション１０と基本的に同一であり、相違するところは、集光光学系１４が媒体搬送方向Ｙの露光長を例えば０．７２５ｍｍとなるように変更した点である。
【０１０５】
この変更は、媒体搬送速度５倍に対して媒体搬送方向Ｙの露光長を５倍の０．７２５ｍｍとし、発色前の加熱所要時間を上記第１の実施の形態と同一の１．５〜３．０ｍｓｅｃ程度に設定し、上記第１の実施の形態と同一の例えば消費電力２５０〜５００Ｗ程度のハロゲンランプ１１を使用できるようにするためのである。又、媒体搬送方向Ｙの露光長を０．１２５ｍｍ程度にすると、単純に媒体搬送速度が上記第１の実施の形態の５倍になるので、ハロゲンランプ１１の出力は、例えば消費電力１２５０〜２５００Ｗ程度必要となる。しかるに、ハロゲンランプ１１の入力電源は、例えば１４４〜２５０ＶＡＣ電源が必要になる。
【０１０６】
消色系としての消色ステーション（以下、レーザアレイモジュールと称する）３０が記録媒体搬送装置１の上方で、かつ発色ステーション１０の下流側に設けられている。このレーザアレイモジュール３０は、半導体レーザアレイ３１と、レーザアレイ用集光光学系３２とを有する。半導体レーザアレイ３１は、光エネルギーとして例えば波長８０８ｍｍ又は８３０ｍｍの単位レーザビーム３３を出力する複数の半導体レーザチップ、例えば８００個の半導体レーザチップをライン状に配列して成る。半導体レーザアレイ３１は、ライン露光方向Ｘと同一方向に配置されている。半導体レーザアレイ３１の複数のレーザ素子の配列方向をアレイ集積方向Ｘと称する。
【０１０７】
レーザアレイ用集光光学系３２は、半導体レーザアレイ３１の各レーザ素子から出力された各単位レーザビーム３３をライン状に成形し、レーザビームアレイ３４として記録媒体２に照射する。なお、半導体レーザアレイ３１の各レーザ素子は、レーザレイドライバ３５によって個別に駆動される。
【０１０８】
具体的にレーザアレイジュール３０は、例えば幅１００ｍｍの画像等のデータで画素の大きさを例えば０．１２５ｍｍ×０．１２５ｍｍとすると、アレイ集積方向Ｘに各単位レーザビーム３３を例えば８００個並べてレーザビームアレイ３４を形成する。このレーザビームアレイ３４は、上記の如くレーザレイドライバ３５により個別に制御可能で、パルス幅に従ったＯＮ／ＯＦＦ制御、パワー変調等が可能である。
【０１０９】
記録媒体２の面上における１つの単位レーザビーム３３の大きさ及びその形状は、次の通りである。例えば単位レーザビーム３３が円形の場合、ビーム径は、記録媒体２面上において例えば０．１２５〜０．１８０ｍｍ程度である。又、単位レーザビーム３３が楕円形の場合、ビーム径は、ライン露光方向Ｘで例えば０．１３０〜０．１８０ｍｍ程度、媒体搬送方向Ｙで例えば０．０４〜０．０９ｍｍ程度である。
【０１１０】
記録媒体２の面上における１つの単位レーザビーム３３の光強度は、例えば５０〜７０ｍＷ程度必要である。これにより、レーザアレイモジュール３０の全体では、例えば４０〜５６Ｗ程度の光出力が必要である。又、レーザアレイドライバ３５により半導体レーザアレイ３１を周知の時分割駆動を行う場合、例えば、単位レーザビーム３３の駆動時間を３分の１とし、逆に１つの単位レーザビーム３３の光強度を例えば１５０〜２１０ｍＷ程度とする。このときもレーザレイモジュール３０の全体での光出力の４０〜５６Ｗを保持し、単位記録面積当たりに必要なエネルギーを確保している。
上記第１の実施の形態と同様に、消色加熱開始温度を消色温度帯域Ｓの下限近傍、例えば温度差１〜５℃に設定すれば、好条件下では単位レーザビーム３３の出力を例えば５〜７ｍＷ程度することが可能である。
【０１１１】
次に、上記の如く構成された装置による画像等のデータの書き換えの動作について説明する。
記録媒体搬送装置１上に記録媒体２が載置される。この記録媒体搬送装置１は、記録媒体２を一定速度で媒体搬送方向Ｙに搬送する。
発色ステーション１０において、上記第１の実施の形態と同様に、ハロゲンランプ１１が光線を出射すると、この光線は、反射膜１３で反射した光線を含めてハロゲンランプ用集光光学系１４に入射する。このハロゲンランプ用集光光学系１４は、ハロゲンランプ１１から出射された光線をレンズにより記録媒体２上に合焦し、媒体搬送方向Ｙにおける幅が狭いライン状の光バー１５に形成して記録媒体２上をライン露光する。これにより、記録媒体２は、所定の有効発色幅Ｗ１の全幅において発色する。このとき記録媒体２の前回の使用で記録された前記録画像２ａは、一様発色画像２ｂに形成される。
【０１１２】
記録媒体搬送装置１は、記録媒体２を一定速度で媒体搬送方向Ｙに搬送する。これにより、記録媒体２は、発色ステーション１０を通過し、レーザアレイモジュール３０に向かって搬送されてレーザアレイモジュール３０に到達し、さらにレーザアレイモジュール３０を通過する。
【０１１３】
レーザアレイモジュール３０における半導体レーザアレイ３１は、例えば８００個の半導体レーザチップからそれぞれ例えば波長８０８ｍｍ又は８３０ｍｍの単位レーザビーム３３を出力する。レーザアレイ用集光光学系３２は、半導体レーザアレイ３１の各半導体レーザチップから出力された各単位レーザビーム３３をライン状に成形し、レーザビームアレイ３４として記録媒体２に照射する。このレーザビームアレイ３４は、媒体搬送方向Ｙに対して略直角なアレイ集積方向Ｘに沿って記録媒体２に照射される。
【０１１４】
これにより、記録媒体２上の所定の有効消色幅Ｗ２において、一様発色した記録媒体２の必要な部分が画像様に消色される。すなわち記録媒体２上の一様発色画像２ｂは、画像等のデータの背景部に相当する部分が消色され、求められている現在の記録画像２ｃに形成される。
【０１１５】
本実施の形態における発色工程から消色工程の記録媒体２上の温度及びの濃度の変化は、上記第１の実施の形態における発色工程から消色工程の説明で用いた図５に示す温度・濃度曲線−時間の関係図における温度−時間曲線Ｔｃ０−Ｔｃ１−Ｔｃ２−Ｔｃ３−Ｔｃ４−Ｔｃ５−Ｔｅ１−Ｔｅ２−Ｔｅ３−Ｔｅ４と、濃度−時間曲線Ｄｃ０−Ｄｃ３−Ｄｃ４−Ｄｅ１−Ｄｅ２−Ｄｅ４と基本的に同一である。但し、画像形成速度が５倍になるので、温度曲線Ｔｃ０−Ｔｃ１−Ｔｃ２間の発色前加熱所要時間は、５分の１の３〜６ｍｓｅｃ程度になる。又、消色工程は、レーザビーム２１ａの走査から固定配置された半導体レーザアレイ３１からのレーザビームアレイ３４の照射になるので、温度曲線Ｔｃ５−Ｔｅ２間の消色加熱所要時間は、半導体レーザアレイ３１の各半導体レーザチップを時分割駆動を行わない条件で例えば０．３〜０．６ｍｓｅｃ程度になる。
【０１１６】
次に、第２の実施の形態の変形列について説明する。
超高速化を実現するためにレーザアレイモジュール３０の単位レーザビーム３３の出力を例えば１００〜２００ｍＷ程度とし、消色加熱開始温度を消色温度帯域Ｓの下限近傍に設定すれば、例えば７６０〜１５２０ｍｍ／ｓｅｃの媒体搬送速度（画像形成速度）を達成できる可能性を有する。この場合、発色ステーション１０においてもハロゲンランプ１１を複数使用する必要がある。
【０１１７】
レーザアレイモジュール３０の代わりに高輝度ＬＥＤアレイモジュールを使用することが可能である。このような高輝度ＬＥＤアレイモジュールでは、媒体搬送速度（画像形成速度）を例えば７６ｍｍ／ｓｅｃ程度に設定すれば、光源の低出力化が可能で、高輝度ＬＥＤアレイを使用したモジュールの使用が可能である。この場合、例えば、単位ビーム３３当たり例えば３〜１５ｍＷ程度の出力が必要とされる。
【０１１８】
このように上記第２の実施の形態によれば、半導体レーザアレイ３１と、レーザアレイ用集光光学系３２とを有するレーザアレイモジュール３０を設け、半導体レーザアレイ３１の複数の半導体レーザチップから出力される複数の単位レーザビーム３３をレーザアレイ用集光光学系３２によってライン状に成形し、レーザビームアレイ３４として記録媒体２に照射する。これにより、上記第１の実施の形態の効果と同様の効果を奏することは言うまでもなく、さらに上記第１の実施の形態の５倍の例えば３８０ｍｍ／ｓｅｃ程度の媒体搬送速度（画像形成速度）を達成できる。複数の単位レーザビーム３３の出力をより大きな出力のものにすれば、更なる高速化が可能である。
【０１１９】
画像書換装置の大画角化の画像形成速度のさらなる高速化には、発色ステーション１０におけるハロゲンランプ１の出力が不足する。このため実用上は、例えば画像幅１００ｍｍでの高速化よりも大画角化の画像書換装置の方が実現が容易で単位時間当たりの画像形成面積が大きくなる。例えば３８０ｍｍ／ｓｅｃの媒体搬送速度（画像形成速度）で幅３００ｍｍの画像を形成する場合、例えば７５０〜１５００Ｗ（電源１００〜１２０ＶＡＣ）のハロゲンランプが容易に入手可能である。この場合、単位時間当たりの画像形成面積は、例えば幅１００ｍｍの画像形成時の３倍になる。さらに、レーザアレイモジュール３０は、３２：レーザアレイ用集光光学系３２やレーザレイドライバ３５等を備えてユニット化されている。これにより、レーザアレイモジュール３０は、画像幅の大きな画像書換装置にも容易に設置できる。
【０１２０】
次に、本発明の第３の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１及び図２と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
図９は画像書換装置の基本構成図を示し、図１０は同装置の概略斜視図を示す。記録媒体２は、記録媒体２の貼付済みのコンテナ４０の表面上に張り付いている。このコンテナ４０は、図示されていない移送系によって画像形成開始時に所定の画像形成位置に移送されて位置決めされて設置され、画像形成終了時に当該画像形成位置から他の位置に移送される。
【０１２１】
発色消色ステーション５０が画像形成開始時に移送されたコンテナ４０の上方に配置されている。この発色消色ステーション５０は、発色系としての第１の半導体レーザ５１と、消色系としての第２の半導体レーザ５２とを有する。
第１の半導体レーザ５１は、発色用の第１のレーザビーム５１ａを出力する。この第１の半導体レーザ５１から出力される第１のレーザビーム５１ａの光路上には、発色用レーザ集光光学系５３が配置されている。この発色用レーザ集光光学系５３は、第１の半導体レーザ５１から出力された第１のレーザビーム５１ａを後述する偏光ビームスプリッタ５４と２次元走査系６０とを介して記録媒体２上で合焦し、かつ所定の直径を有する発色用レーザビーム５５として記録媒体２上に照射し、記録媒体２を露光する。
【０１２２】
第２の半導体レーザ５２は、消色用の第２のレーザビームを出力する。この第２の半導体レーザ５２から出力される第２のレーザビーム５２ａの光路上には、消色用レーザ集光光学系５６が配置されている。この消色用レーザ集光光学系５６は、第２の半導体レーザ５２から出力された第２のレーザビーム５２ａを後述する偏光ビームスプリッタ５４と２次元走査系６０とを介して記録媒体２上で合焦し、かつ所定の直径を有する消色用レーザビーム５７として記録媒体２上に照射し、記録媒体２を露光する。
【０１２３】
第１の半導体レーザ５１から出力される第１のレーザビーム５１ａの光路と第２の半導体レーザ５２から出力される第２のレーザビーム５２ａの光路との交点上には、偏光ビームスプリッタ５４が設けられている。
【０１２４】
第１のレーザビーム５１ａと第２のレーザビーム５２ａとは、直線偏光で互いに直交しているため、偏光ビームスプリッタ５４によって、所定の間隔で第１のレーザビーム５１ａと第２のレーザビーム５２ａが合成される。
【０１２５】
２次元走査系６０は、第１の半導体レーザ５１から出力された第１のレーザビーム５１ａを記録媒体２上に走査して当該記録媒体２を一様に発色させ、かつ第２の半導体レーザ５２から出力された第２のレーザビーム５２ａを記録媒体２上に走査して当該記録媒体２を画像様に消色する。
この２次元走査系６０は、２次元ガルバノミラー６１と、高速走査回転軸６２と、低速走査回転軸６３とから成り、図示していない電磁駆動コイル等の駆動機構により２つの回転方向に独立に振動する。高速走査回転軸６２は、２次元ガルバノミラー６１を回転方向ωｘに高速で回転させて第１のレーザビーム５１ａ及び第２のレーザビーム５２ａをＸ方向に高速走査する。低速走査回転軸６３は、２次元ガルバノミラー６１を回転方向ωｙに低速で回転させて第１のレーザビーム５１ａ及び第２のレーザビーム５２ａをＹ方向に低速走査する。２次元ガルバノミラー６１は、高速走査回転軸６２と低速走査回転軸６３との２軸の回転運動の組合せにより記録媒体２上の有効画像形成範囲に発色用レーザビーム５５と消色用レーザビーム５７とをラスター走査する。
【０１２６】
この場合、２次元走査系６０は、第２のレーザビーム５２ａを記録媒体２上に走査する前に、第１のレーザビーム５１ａを記録媒体２上に走査する。
【０１２７】
しかるに、２次元走査系６０は、第１のレーザビーム５１ａを記録媒体２上に走査した後、上記図５に示すように記録媒体２の温度が消色可能温度帯域Ｓ内又は消色可能温度帯域Ｓ外でかつ当該消色可能温度帯域Ｓの下限温度よりも所定温度低い温度帯域内のいずれか一方に低下した時点で、第２のレーザビーム５２ａを記録媒体２上に走査する。
【０１２８】
従って、記録媒体２上の第１のレーザビーム５１ａの走査位置と第２のレーザビーム５２ａの走査位置とは、低速走査方向Ｙに間隔Ｈだけ離れている。この間隔Ｈは、第１のレーザビーム５１ａを記録媒体２上に走査した時点と、上記図５に示すように記録媒体２の温度が消色可能温度帯域Ｓ内又は消色可能温度帯域Ｓ外でかつ当該消色可能温度帯域Ｓの下限温度よりも所定温度低い温度帯域内のいずれか一方に低下してから第２のレーザビーム５２ａを記録媒体２上に走査する時点との時間差に対応し、第１のレーザビーム５１ａ及び第２のレーザビーム５２ａを記録媒体２上の低速走査方向Ｙに走査するときの走査速度に応じて決定される。
【０１２９】
具体的に、発色消色ステーション５０における第１の半導体レーザ５１は、例えば波長８０８ｍｍ又は８３０ｍｍの第１のレーザビーム５１ａを出力し、かつ記録媒体２の面上で例えば光強度２０〜３０Ｗ程度を有する。一方、第２の半導体レーザ５２は、例えば波長８０８ｍｍ又は８３０ｍｍの第２のレーザビーム５２ａを出力し、かつ記録媒体２の面上で例えば光強度０．２〜０．３Ｗ程度を有する。
【０１３０】
偏光ビームスプリッタ５４から出射された第１のレーザビーム５１ａと第２のレーザビーム５２ａとは、２次元ガルバノミラー６１で反射して記録媒体２上で合焦する。このとき、第１のレーザビーム５１ａは、楕円形に形成され、高速走査方向Ｘのビーム径が例えば４〜１０ｍｍ程度、低速走査方向Ｙのビーム径が例えば０．１３０〜０．１８０ｍｍ程度である。一方、第２のレーザビーム５２ａは、楕円形に形成され、高速走査方向Ｘのビーム径が例えば０．０４〜０．０９ｍｍ程度、低速走査方向Ｙのビーム系が例えば０．１３０〜０．１８０ｍｍ程度である。
【０１３１】
又、発色用レーザビーム５５と消色用レーザビーム５７とは、低速走査方向Ｙの中心軸が一致し、高速走査方向Ｘの中心軸間隔すなわち間隔Ｈが例えば２画素分０．２５ｍｍ離れている。高速走査速度は、例えば６２．５ｍ／ｓｅｃ程度である。高速走査方向Ｘのライン形成周期は、例えば３．３ｍｓｅｃ程度である。従って、低速走査速度は、例えば３９ｍｍ／ｓｅｃ程度である。ゆえに、発色用レーザビーム５５と消色用レーザビーム５７との露光時間の間隔は、例えば６．６ｍｓｅｃ程度になる。これにより、発色用レーザビーム５５が低速走査方向Ｙで消色用レーザビーム５７に対して例えば２画素分０．２５ｍｍ先行する位置にある。
【０１３２】
図９及び図１０に示すように単純な２次元ガルバノミラー６１を用いた２次元走査系６０は、発色用レーザビーム５５と消色用レーザビーム５７との露光時間の間隔が一定でない。この場合、走査速度が一定になるように公知のｆθレンズ等を用いた光学系を付加する。又、発色用レーザビーム５５と消色用レーザビーム５７との露光時間の間隔が異なっても記録媒体２の温度変化速度が一定になるように公知のレーザ発光パルス幅変調やレーザ発光パワー変調等を用いて発色用レーザビーム５５と消色用レーザビーム５７との露光エネルギーを調整する。
【０１３３】
次に、発色用レーザビーム５５の長焦点深度化について説明する。上記第１及び第２の実施の形態における発色ステーション１０は、光源としてハロゲンランプ１１を使用するので、集光光学系の横倍率を１以下に設定するため、焦点深度を深くすることができない。このため、例えば記録媒体２の表面のうねりが大きいと、この記録媒体２上に光バー１５を合焦することが困難であった。
これに対して第３の実施の形態は、発色用レーザビーム５５を低速走査方向Ｙに消色用レーザ光ビーム５７に対して光学系の横倍率を例えば１０程度にとることができるので、比較的大きな焦点深度得ることができる。
【０１３４】
光学系の横倍率を例えば１０程度すると、発色用レーザ集光光学系５３と記録媒体２との間隔、及び消色用レーザ集光光学系５６と記録媒体２との間隔をそれぞれ長くすることができる。これによって、大画角の記録媒体２に対しても２次元走査ミラー６１の位置を、記録媒体２の表面から所定の距離だけ離して設置することにより２次元走査が可能になる。
【０１３５】
次に、発色用レーザビーム５５について説明する。発色用レーザビーム５５は、大きな露光面積を形成することが可能である。すなわち、発色用レーザビーム５５は、高速走査方向Ｘのビーム径が例えば４〜１０ｍｍ程度であり、低速走査方向Ｙのビーム系が例えば０．１３０〜０．１８０ｍｍ程度であり、消色用レーザビーム５７と比較して大きな露光面積を有する。これにより、発色用レーザビーム５５は、光強度２０〜３０Ｗを分散し、単位面積当たりの光強度を発色用レーザビーム５５の１０倍程度にしている。これは高出力のレーザビームを使用すると、光吸収熱変換材料やその周囲が３００〜４００℃以上になり、光吸収熱変換材料や他の可逆性感熱記録媒体を構成する材料を熱分解・溶融する恐れがあるためである。
【０１３６】
発色用レーザビーム５５は、長い露光時間を有することが可能である。この発色用レーザビーム５５の露光時間は、例えば６４〜１６０μｓｅｃ程度であり、消色用レーザビーム５７の露光時間の２〜２．６μｓｅｃと比較して長くなっている。これは、十分な光強度の発色用レーザビーム５５を用い、所要の露光時間で記録媒体２の全体を温度上昇せしめ、発色可能温度帯域Ｋの下限以上か、又は消色可能温度帯域Ｓの上限以上に、発色後の記録媒体２の温度を保持する必要があるためである。
【０１３７】
このような設定により発色用レーザビーム５５のガウス分布の裾の部分は、前ラインの発色域を再露光しても、その再露光部分が発色可能温度帯域Ｋの下限以上か、又は消色可能温度帯域Ｓの上限以上の温度になっているので、再露光により前ラインの発色域が消色されることはない。
第１の半導体レーザ５１は、マルチモード、光源の出光幅が広い０．１〜１程度に対応している１０ｍｍ程度のものを使用できる。第１の半導体レーザ５１は、露光パターンが長径のものに対応できる。
【０１３８】
次に、上記の如く構成された装置による画像等のデータの書き換えの動作について説明する。ここでは、具体例としては、幅１００ｍｍの画像を例えば３８ｍｍ／ｓｅｃ程度の媒体搬送速度で、例えば０．１２５ｍｍ×０．１２５ｍｍの画素で画像形成するものとする。
【０１３９】
発色消色ステーション５０における第１の半導体レーザ５１は、発色用の第１のレーザビーム５１ａを出力する。この第１のレーザビーム５１ａは、発色用レーザ集光光学系５３、偏光ビームスプリッタ５４を通って２次元走査系６０に入射する。これと共に、第２の半導体レーザ５２は、消色用の第２のレーザビーム５２ａを出力する。この第２のレーザビーム５２ａは、消色用レーザ集光光学系５６、偏光ビームスプリッタ５４を通って２次元走査系６０に入射する。
【０１４０】
この２次元走査系６０では、２次元ガルバノミラー６１を高速走査回転軸６２により回転方向ωｘに高速で回転させて第１のレーザビーム５１ａ及び第２のレーザビーム５２ａをＸ方向に高速走査し、これと同時に、２次元ガルバノミラー６１を低速走査回転軸６３により回転方向ωｙに低速で回転させて第１のレーザビーム５１ａ及び第２のレーザビーム５２ａをＹ方向に低速走査する。これにより、２次元ガルバノミラー６１は、高速走査回転軸６２と低速走査回転軸６３との２軸の回転運動の組合せにより記録媒体２上の有効画像形成範囲に発色用レーザビーム５５と消色用レーザビーム５７とをラスター走査する。
【０１４１】
この２次元ラスター走査は、例えば、Ｙ方向への低速走査を一定速度、Ｘ方向への高速走査を一定速度又はサインカーブに従う速度分布で行い、ＸＹ方向の両走査とも２次元ガルバノミラー６１による走査を想定し往路のみで露光する。Ｘ方向の高速走査で往路のみの露光を採用したのは、記録媒体２の温度変化速度をできるだけ一定になるようにするためである。発色用レーザビーム５５と消色用レーザビーム５７との光出力を制御する場合には、往復での露光も可能である。
【０１４２】
又、２次元ラスター走査するとき、第１の半導体レーザ５１から出力された第１のレーザビーム５１ａは、発色用レーザ集光光学系５３により記録媒体２上に合焦される。これにより、第１のレーザビーム５１ａは、所定の直径を有する発色用レーザビーム５５として記録媒体２上に照射され、記録媒体２を露光する。これと共に、第２の半導体レーザ５２から出力された第２のレーザビーム５２ａは、消色用レーザ集光光学系５６により記録媒体２上に合焦される。これにより、第２のレーザビーム５２ａは、所定の直径を有する消色用レーザビーム５７として記録媒体２上に照射され、記録媒体２を露光する。
【０１４３】
すなわち、２次元走査系６０は、第１のレーザビーム５１ａを記録媒体２上に走査した後、上記図５に示すように記録媒体２の温度が消色可能温度帯域Ｓ内又は消色可能温度帯域Ｓ外で、かつ当該消色可能温度帯域Ｓの下限温度よりも所定温度低い温度帯域内のいずれか一方に低下した時点で、第２のレーザビーム５２ａを記録媒体２上に走査する。
しかるに、２次元走査系６０は、第１の半導体レーザ５１から出力された第１のレーザビーム５１ａを発色用レーザビーム５５として記録媒体２上に走査して当該記録媒体２を一様に発色させ、この後、第２の半導体レーザ５２から出力された第２のレーザビーム５２ａを消色用レーザビーム５７として記録媒体２上に走査して当該記録媒体２を画像様に消色する。
【０１４４】
本実施の形態における発色工程から消色工程の記録媒体２上の温度及びの濃度の変化は、上記第１の実施の形態における発色工程から消色工程の説明で用いた図５に示す温度・濃度曲線−時間の関係図における温度−時間曲線Ｔｃ０−Ｔｃ１−Ｔｃ２−Ｔｃ３−Ｔｃ４−Ｔｃ５−Ｔｅ１−Ｔｅ２−Ｔｅ３−Ｔｅ４と、濃度−時間曲線Ｄｃ０−Ｄｃ３−Ｄｃ４−Ｄｅ１−Ｄｅ２−Ｄｅ４と基本的に同一である。但し、画像形成速度の変更に対応して温度Ｔｃ０−Ｔｃ１−Ｔｃ２間の発色前の加熱所要時間は、例えば６４〜１６０μｓｅｃ程度になる。又、温度Ｔｃ５−Ｔｅ２間の消色前加熱工程と消色加熱工程との総所要時間は、例えば２〜２．６μｓｅｃ程度になる。
【０１４５】
このように上記第３の実施の形態によれば、発色系としての第１の半導体レーザ５１と、消色系としての第２の半導体レーザ５２とを有し、２次元走査系６０によって第１の半導体レーザ５１から出力された第１のレーザビーム５１ａを記録媒体２上に走査して当該記録媒体２を一様に発色させ、かつ第２の半導体レーザ５２から出力された第２のレーザビーム５２ａを記録媒体２上に走査して当該記録媒体２を画像様に消色する。これにより、上記第１の実施の形態の効果と同様の効果を奏することは言うまでもなく、さらに次のような効果を奏することができる。
【０１４６】
記録媒体２の表面のうねりに対応可能である。すなわち、第３の実施の形態では、光学系の横倍率を例えば１０程度にとることができるので、比較的大きな焦点深度得ることができる。これにより、コンテナ４０の表面に貼り付けられた記録媒体２のような表面のうねりの大きいのもに対しても合焦することが容易である。さらに、発色及び消色用光源がコンパクトに纏めることができるので、発色用レーザ集光光学系５３及び消色用レーザ集光光学系５６の各位置を制御してオートフォーカス機能を付加することが容易であり、より大きな記録媒体２の表面のうねりに対応できる。
【０１４７】
移動する記録媒体２に対応可能である。すなわち、発色用レーザ集光光学系５３及び消色用レーザ集光光学系５６と記録媒体２との間の距離を長くすることができるので、記録媒体２の表面に対する２次元走査が可能である。これにより、移動するコンテナ４０の表面に貼り付けられた記録媒体２に対しても、２次元走査の速度をコンテナ４０の移動速度に追随させ、反射ミラーからの距離の変化にオートフォーカス機能で対応することにより、コンテナ４０を移動したままで、記録媒体２の画像等のデータの書き換えが可能になる。これは物流関係において、本装置の用途を画期的に広めることができる。
【０１４８】
なお、２次元走査系６０としては、例えば１次元ガルバノミラーを２つ使用したものも使用可能である。
【０１４９】
次に、本発明の第４の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１及び図２と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
図１１は画像書換装置の基本構成図を示し、図１２は同装置の概略斜視図を示す。本装置は、冷却系としての片側冷却モジュール７０を備える。この片側冷却モジュール７０は、上記第１及び第２の実施の形態における発色ステーション１０のライン状加熱手段、特にハロゲンランプ１１を光源とした一様加熱手段に対して発色冷却工程における記録媒体２における加熱された部分の自然冷却を補完するための強制冷却手段として機能し、より確実な発色を実現させる。すなわち、片側冷却モジュール７０は、発色ステーション１０により発色可能温度帯域Ｓに加熱された記録媒体２の部分を強制的に冷却するもので、記録媒体２に対して冷却媒体として例えば冷却用空気７１を噴出する例えば１つの冷却ノズル７２を備える。
【０１５０】
この冷却ノズル７２は、光バー１５と消色ステーション２０の露光位置との間で、かつ光バー１５から所定の間隔をおいて設けられている。この冷却ノズル７２は、記録媒体２上に対してライン露光方向Ｘの全幅に渡って冷却用空気７１を噴出し、光バー１５による発色前加熱工程に引き続く発色冷却工程を強制冷却で制御する。
【０１５１】
又、片側冷却モジュール７０は、発色冷却工程に引き続く消色ステーション２０の消色冷前却工程に対しても強制冷却を施し、消色加熱開始温度の安定的を実現する。又、ライン露光方向Ｘの関係は、噴出した冷却用空気７１の気流のライン露光方向Ｘへの広がり、又ライン露光方向Ｘへの熱伝導を考慮して、
有効冷却幅Ｗ３＞有効露光幅Ｗ１＝有効発色幅Ｗ１
に設定されている。
【０１５２】
具体的に、片側冷却モジュール７０は、冷却ノズル７２に対して空気供給系配管７３を介して給気ポンプ７４が接続されている。この給気ポンプ７４は、できるだけ低温の空気を取り入れるために本装置の内部のからではなく直接外気を取り込み、取り込んだ空気を所定の圧力まで加圧し、冷却用空気７１として空気供給系配管７３を通して冷却ノズル７２に供給する。
【０１５３】
発色ステーション１０は、ハロゲンランプハウス７５によって囲まれている。このハロゲンランプハウス７５は、上端及び下端がそれぞれ開口されている。ハロゲンランプハウス７５の上端には、吸引機構としての排気ファン７６が設けられている。この排気ファン７６は、記録媒体２に対して噴出された冷却用空気７１を吸引し、発色ステーション１０による記録媒体２の加熱部分への直接の冷却用空気７１の流入を防止する。又、排気ファン７６は、記録媒体２に対して噴出された冷却用空気７１を発色ステーション１０内に通して当該発色ステーション１０を冷却しながら吸引する。
【０１５４】
冷却ノズル７２から噴出された冷却用空気７１の気流は、発色前加熱工程後の記録媒体２上に衝突し、記録媒体２を強制冷却する。このとき冷却用空気７１の気流７７は、光バー１５の露光部位まで到達して当該露光部位を冷却しないようする必要がある。このため、冷却ノズル７２の付近から光バー１５の露光部位にかけての所定エリアは、排気ファン７６による周囲気圧より負圧状態になっている。これにより、冷却用空気７１の気流７７は、光バー１５の露光部位に到達する前に、ハロゲンランプハウス７５内に吸引される。
【０１５５】
冷却用空気７１の気流７７は、ハロゲンランプハウス７５内を下端から上端に向かって流れ、ハロゲンランプ用集光光学系１４及びハロゲンランプ１１を冷却し、この後、排気ファン７６によりハロゲンランプハウス７５の上端から本装置の外部に排出される。
【０１５６】
ハロゲンランプ用集光光学系１４に光学レンズを使用した場合、ハロゲンランプ１１からの赤外線放射で光学レンズの温度が上昇し、歪みが発生する。ハロゲンランプハウス７５内を流れる気流７７は、ハロゲンランプ用集光光学系１４の光学レンズの温度上昇を防止して良好な集光特性を維持する。又、ハロゲンランプ１１は最高使用温度が規定されているので、ハロゲンランプハウス７５内に流れる気流７７によりハロゲンランプ１１を冷却する。なお、ハロゲンランプ用集光光学系１４及びハロゲンランプ１１の冷却に必要な空気流入量を確保するために、冷却ノズル７２から噴出された冷却用空気７１だけではなく、本装置の外部及び内部から取り入れた空気を例えばハロゲンランプハウス７５内に取り込りこむことが可能である。
【０１５７】
冷却ノズル７２から噴出された冷却用空気７１は、温度が低いほど記録媒体２から多くの熱を奪うことが可能である。これにより、冷却用空気７１の温度は、低くすることが必要である。給気ポンプ７４により十分に加圧された空気は、冷却ノズル７２から噴出する際に断熱膨張によりその温度が低減する。冷却用空気７１の温度を低くするためには、例えば給気ポンプ７４から冷却ノズル７２に至る空気供給系配管７３等を含む経路、又は冷却ノズル７２の外壁に周知のペルチェ素子を使用した空気冷却手段を使用することが可能である。
【０１５８】
片側冷却モジュール７０による記録媒体２の冷却速度の制御は、冷却ノズル７２の開口量、給気ポンプ７４による冷却ノズル７２内の圧力、排気ファン７６の回転数等の値を変更することによって行う。本装置の制御システムは、例えば、本装置の周囲温度、本装置の内部温度、記録媒体２の表面温度等を測定し、これら本装置の周囲温度、本装置の内部温度、記録媒体２の表面温度等の変化に応じて冷却ノズル７２の開口量、給気ポンプ７４による冷却ノズル７２内の圧力、排気ファン７６の回転数等の値を自動制御する。
【０１５９】
一方、記録媒体２は、上記図３に示すように可逆性感熱記録層２−２を上記第１の実施の形態における可逆性感熱記録層２−２と同一とし、かつ熱伝導率の低い支持体２−１を用いる。又は、記録媒体２は、可逆性感熱記録層２−２と支持体２−１の界面に低熱伝導率の断熱層を形成したものを用いる。これにより、記録媒体２は、発色前加熱工程においてより小さな露光エネルギーによって可逆性感熱記録層２−２を発色に必要な温度に上昇させることができる。このような断熱型の記録媒体２は、可逆性感熱記録層２−２から支持体２−１への熱移動量が少なく自然冷却によって発色に必要な冷却速度を得られない。
【０１６０】
上記片側冷却モジュール７０による記録媒体２の強制冷却は、発色前加熱工程において記録媒体２の全体に熱が移動して自然冷却により発色に必要な冷却速度が得られなくなったために採用された方法である。従って、断熱型の記録媒体２に対して片側冷却モジュール７０による強制冷却を使用すれば、より小さな露光エネルギーにより発色が可能になる。これにより、発色加熱源の電力消費量の低減、或いは画像形成速度の高速化の達成に大きく寄与できる。
【０１６１】
熱伝導率の低い支持体２−１及び可逆性感熱記録層２−２と支持体２−１との界面に設定可能な断熱層としては、例えば、紙、各種不織布、発泡ポリェチレンテレフタレート、多孔性膜（ポリエチレン、フツ素樹、セルロースアセテト）等からなる多孔性膜等、或いはこれらにポリェチレンテレフタレート、ポリプロポレン等をラミネートしたのもが使用できる。
【０１６２】
又、保護層３−２は、上記第１の実施の形態で開示したのもを使用可能であるが、保護層３−２自体の熱容量を小さくしかつ熱移動量を多くするために、保護層３−２の厚みが薄いものを選択する。
また、冷却ノズル７２から噴出された冷却用空気７１との熱伝達を向上するために、保護層３−２に微小な凹凸を設けて表面積を大きくする方法がある。この場合、熱容量や熱移動量とのバランスを考慮して採用する。
【０１６３】
次に、片側冷却モジュール７０による強制冷却が必要な場合について説明する。
ハロゲンランプ１１に対するハロゲンランプ用集光光学系１４を、記録媒体２のうねり等に対応して発色ステーション１０の光バー１５の記録媒体２上での焦点深度を深く設定する場合、又は安価なハロゲンランプ用集光光学系１４を用いて光バー１５の集光幅を広く設定する場合、光バー１５の媒体搬送方向Ｙの露光長は１ｍｍを超え、発色前加熱工程での露光時間が長くなる。
【０１６４】
この場合、熱が露光部分から記録媒体２全体に移動し、自然冷却により発色に必要な冷却速度が得られなくなる。すなわち、発色前加熱工程での露光時間が長くなると、記録媒体２内の支持体２−１の全体が加熱され、可逆性感熱記録層２−２と支持体２−１との温度差がなくなる。これにより、発色冷却工程での可逆性感熱記録層２−２の自然冷却速度が発色する温度の速度変化の条件を満たさなくなる。
【０１６５】
このときの自然冷却速度は、記録媒体２の水平方向（面方向）の熱伝導を無視できるとすると、保護層２−２及び支持体２−１の表面から周囲の空気層に対する熱伝達が支配的になる。支持体２−１は、記録媒体搬送装置１上に接しているので、支持体２−１と記録媒体搬送装置１との界面には空気層が存在していると見なせる。この状態での冷却速度は、支持体２−１全体が加熱されない状態に比較してかなり小さい。
【０１６６】
発色前加熱工程における露光時間を長くできると、発色ステーション１０のハロゲンランプ１１の出力を同一の媒体搬送速度（画像形成速度）に対してより小さくできる。例えば幅１００ｍｍの画像を例えば７６ｍｍ／ｓｅｃ程度の媒体搬送速度で画像形成する場合、光バー１５の媒体搬送方向Ｙの露光長を例えば１．２５ｍｍとすると、ハロゲンランプ１１は、例えば消費電力２５〜５０Ｗ程度のもので十分である。
【０１６７】
次に、上記の如く構成された装置による画像等のデータの書き換えの動作について上記第１の実施の形態と相違するところを説明する。
発色ステーション１０において、上記第１の実施の形態と同様に、ハロゲンランプ１１が光線を出射すると、この光線は、反射膜１３で反射した光線を含めてハロゲンランプ用集光光学系１４に入射する。このハロゲンランプ用集光光学系１４は、ハロゲンランプ１１から出射された光線をレンズにより記録媒体２上に合焦し、媒体搬送方向Ｙにおける幅が狭いライン状の光バー１５に形成して記録媒体２上をライン露光する。これにより、記録媒体２は、所定の有効発色幅Ｗ１の全幅において発色する。
【０１６８】
この状態で、片側冷却モジュール７０の給気ポンプ７４は、例えば本装置の外部から直接外気を取り込み、取り込んだ空気を所定の圧力まで加圧し、冷却用空気７１として空気供給系配管７３を通して冷却ノズル７２に供給する。この冷却ノズル７２は、記録媒体２上に対してライン露光方向Ｘの全幅に渡って冷却用空気７１を噴出し、光バー１５による発色前熱工程に引き続く発色冷却工程を強制冷却で制御する。
【０１６９】
一方、排気ファン７６は、記録媒体２に対して噴出された冷却用空気７１を吸引し、発色ステーション１０による記録媒体２の加熱部分への直接の冷却用空気７１の流入を防止する。又、排気ファン７６は、記録媒体２に対して噴出された冷却用空気７１を発色ステーション１０内に通して当該発色ステーション１０を冷却しながら吸引する。
【０１７０】
しかるに、冷却ノズル７２から噴出された冷却用空気７１の気流は、発色前加熱工程後の記録媒体２上に衝突し、記録媒体２を強制冷却する。冷却用空気７１の気流７７は、ハロゲンランプハウス７５内を下端から上端に向かって流れ、ハロゲンランプ用集光光学系１４及びハロゲンランプ１１を冷却し、この後、排気ファン７６によりハロゲンランプハウス７５の上端から本装置の外部に排出される。
【０１７１】
本実施の形態における発色工程から消色工程の記録媒体２上の温度及びの濃度の変化は、上記第１の実施の形態における発色工程から消色工程の説明で用いた図５に示す温度・濃度曲線−時間の関係図における温度−時間曲線Ｔｃ０−Ｔｃ１−Ｔｃ２−Ｔｃ３−Ｔｃ４−Ｔｃ５−Ｔｅ１−Ｔｅ２−Ｔｅ３−Ｔｅ４と、濃度−時間曲線Ｄｃ０−Ｄｃ３−Ｄｃ４−Ｄｅ１−Ｄｅ２−Ｄｅ４と基本的に同一である。
【０１７２】
なお、片側冷却モジュール７０による強制冷却は、発色冷却工程である最高温度からの温度曲線Ｔｃ２−Ｔｃ３−Ｔｃ４（１５０℃）に示す温度下降に対して作用する。さらに、片側冷却モジュール７０による強制冷却は、消色冷前却工程Ｔｃ４−Ｔｃ５（１１５℃）に対しても有効である。すなわち、片側冷却モジュール７０は、発色ステーション１０により発色可能温度帯域Ｓに加熱された記録媒体２の部分を強制的に冷却し、ハロゲンランプ１１により加熱された記録媒体２の部分の自然冷却を補完し、より確実な発色を実現する。
【０１７３】
このように上記第４の実施の形態によれば、発色ステーション１０により発色可能温度帯域Ｓに加熱された記録媒体２の部分を強制的に冷却する片側冷却モジュール７０を設けた。これにより、ハロゲンランプ１１により加熱された記録媒体２の部分の自然冷却を補完して確実な発色を実現できる。これにより、発色前加熱工程での長時間露光時間に対応でき、発色ステーション１０のハロゲンランプ用集光光学系１４の焦点深度を深く設定できる。又は、ハロゲンランプ１１の出力を同一の媒体搬送速度（画像形成速度）に対してより小さくできる。
【０１７４】
発色冷却工程における発色温度の変化する速度の条件は、発色に対して必須条件である。又、消色冷前却工程における最終温度である消色加熱開始温度は、本装置により達成しようとする画像形成用光源の低出力化又は画像形成速度の向上に対する重要な点である。本装置においては、周囲温度、装置の内部温度、記録媒体２の温度は、使用環境条件によって変換しやすい値である。これらの温度条件や記録媒体２の温度に関連する状態値、例えば比熱、熱伝導率厚さ、表面積等は、発色冷却工程や消色冷前却工程に大きな影響を与える。
従って、これらの温度等を自動測定すれば、片側冷却モジュール７０による強制冷却により冷却速度を自由に制御でき、発色温度変化速度や消色加熱開始温度を常に最適に保つことができ、本装置の性能のロバスト性を向上できる。
【０１７５】
断熱型の記録媒体２に対して強制冷却を使用すれば、より小さな露光エネルギーによって発色が可能になり、発色加熱源の電力消費量の低減、又は画像形成速度の高速化の達成に大きく寄与できる。
【０１７６】
冷却ノズル７２から高圧の冷却用空気７１を記録媒体２上に噴出するので、この噴出される冷却用空気７１によって記録媒体２の面上に静電気等で付着した異物を吹き飛ばして除去できる。これにより、記録媒体２の長寿命化に寄与できる。さらに発色ステーション１０による一様露光、及び消色ステーション２０による画像様の露光の際に異物による遮光を除去できる。これにより、記録媒体２に形成される画質の向上にも寄与できる。
【０１７７】
上記第４の実施の形態は、次のように変形してもよい。
片側冷却モジュール７０は、記録媒体２に対して接触してもよい。例えば、接触型の片側冷却モジュール７０としては、例えば表面をフッ素樹脂コーティングしたアルミニウム製の中空冷却ローラ、又は内部に冷却金属バーを内蔵しかつ表面をフッ素樹脂コーティングしたポリイミド製の移動可能な無端状耐熱性フィルム等であってもよい。これら中空冷却ローラ又は無端状耐熱性フィルムは、記録媒体２からの熱移動を受けて温度上昇する。これにより、記録媒体２の加熱部分の熱が中空冷却ローラ又は無端状耐熱性フィルムに移動するので、記録媒体２の加熱部分は、冷却される。
【０１７８】
中空冷却ローラ及び冷却金属バー自体は、自然冷却、周知の強制空冷、水冷、ペルチェ素子、ヒートポンプ等の周知の冷却手段により冷却される。これら中空冷却ローラ及び無端状耐熱性フィルムは、回転又は移動して記録媒体２の加熱部分を冷却する。これにより、中空冷却ローラ又は無端状耐熱性フィルムと記録媒体２の表面との速度差はゼロであり、記録媒体２の表面のダメージは小さい。
【０１７９】
ところで、記録媒体２に対する画像等のデータの書き換えの寿命の長寿命化からすると、発色ステーション１０によるライン状の冷却としては、非接触で行うのが望ましい。この発色ステーション１０によるライン状の冷却は、気体若しくは液体によるのが有効である。上記第１及び第２の実施の形態のように記録媒体搬送装置１を必要とする場合には、記録媒体１の表面に接する搬送ローラ等が必要になる。この場合には、記録媒体２に接触して冷却する接触冷却手段に記録媒体搬送手段を兼ねさせ、記録媒体２の表面に対するダメージを本装置全体で最小にする方法を採用するのがよい。
【０１８０】
消色ステーション２０は、上記第１の実施の形態におけるレーザビーム２１ａの走査によるものか、又は上記第２の実施の形態におけるレーザビームアレイ３４の照射によるもののいずれでもよい。
【０１８１】
次に、本発明の第５の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１１及び図１２と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
図１３は画像書換装置の基本構成図を示し、図１４は同装置の概略斜視図を示す。本装置は、冷却系としての両側冷却モジュール８０を備える。この両側冷却モジュール８０は、上記第１及び第２の実施の形態における発色ステーション１０のライン状加熱手段、特にハロゲンランプ１１を光源とした一様加熱手段に対して発色冷却工程における記録媒体２における加熱された部分の自然冷却を補完する。この両側冷却モジュール８０の基本構成は、上記第４の実施の形態における片側冷却モジュール７０と同一であるので、その相違点のみ説明する。
【０１８２】
両側冷却モジュール８０は、前方冷却ノズル８１と、冷却ノズル（以下、後方冷却ノズルと称する）７２とを備える。これら前方冷却ノズル８１と後方冷却ノズル７２とには、空気供給系配管（以下、両側冷却用空気供給系配管と称する）７３を介して給気ポンプ（以下、両側冷却用給気ポンプと称する）７４が接続されている。この両側冷却用給気ポンプ７４は、空気を取り入れ、この取り入れた空気を所定の圧力まで加圧し、両側冷却用空気供給系配管７３を通して前方冷却ノズル８１と後方冷却ノズル７２とに供給する。これにより、前方冷却ノズル８１は、記録媒体２上に対してライン露光方向Ｘの全幅に渡って前方冷却用空気８２を噴出する。冷却ノズル７２は、記録媒体２上に対してライン露光方向Ｘの全幅に渡って冷却用空気７１を噴出する。
【０１８３】
前方冷却ノズル８１と後方冷却ノズル７２とは、発色ステーション１０における光バー１５の記録媒体３０上の露光位置を挟んで、この露光位置の上流側と下流側との両側にそれぞれ設置されている。前方冷却ノズル８１から噴出された前方冷却用空気８２の気流８３は、記録媒体２を強制冷却する。後方冷却ノズル７２から噴出された冷却用空気（以下、後方冷却用空気と称する）７１の気流７７も記録媒体２を強制冷却する。
【０１８４】
前方冷却用空気８２の気流８３及び後方冷却用空気７１の気流７７は、それぞれ光バー１５の露光部位まで到達し、この露光部位を冷却しないようする必要がある。しかるに、前方冷却ノズル８１と後方冷却ノズル７２との付近から光バー１５の露光部位にかけての所定エリアは、排気ファン（以下、両側冷却用排気ファンと称する）７６により周囲の気圧よりも負圧状態になっている。前方冷却用空気８２の気流８３及び後方冷却用空気７１の気流７７は、光バー１５の露光部位に到達する前に、ハロゲンランプハウス（以下、両側冷却用ハロゲンランプハウスと称する）７５内に吸引される。両側冷却時ハロゲンランプハウス７５内の各気流８３、７７は、ハロゲンランプ用集光光学系１４及びハロゲンランプ１１を冷却した後、両側冷却用排気ファン７６により本装置の外部に排出される。
【０１８５】
なお、両側冷却時ハロゲンランプハウス７５内の各気流８３、７７は、前方冷却ノズル８１と後方冷却ノズル７２との２つノズルから噴出される前方冷却用空気８２の気流８３と後方冷却用空気７１の気流７７とから成る。これにより、両側冷却用排気ファン７６及び両側冷却用ハロゲンランプハウス７５は、片側冷却モジュール７０の使用時と異なる構造又は条件設定になっている。同様に両側冷却用空気供給系配管７３及び両側冷却用給気ポンプ７４も片側冷却モジュール７０の使用時と異なる構造又は条件設定になっている。
【０１８６】
次に、両側冷却モジュール８０による両側強制冷却が必要な場合について説明する。
発色前加熱工程における露光時間が長くなると、記録媒体２の水平方向（面方向）の熱伝導が無視できなくなる。このような条件下では、発色ステーション１０における光バー１５の記録媒体２上の露光位置に対して上流側と下流側との両方向に記録媒体２の内部を通って熱が伝導する。下流側に関しては、上記第４の実施の形態における片側冷却モジュール７０と同様に、後方冷却ノズル７２から噴出される後方冷却用空気７１によって記録媒体２が強制冷却され、発色冷却工程での冷却速度が確保できる。
【０１８７】
一方、上流側に関しては、前方冷却ノズル８１が無いとすると、記録媒体２を強制冷却する手段が無くなり、記録媒体２内の温度が上昇する。このため、発色ステーション１０における発色条件が変化する。又、記録媒体２内の温度上昇は、後方冷却ノズル７２による冷却にも影響を与える。例えば、記録媒体２内の総熱量が後方冷却ノズル７２による除去熱量を上回った場合、十分な冷却速度を確保できなくなる。
【０１８８】
従って、第５の実施の形態では、前方冷却ノズル８１と後方冷却ノズル７２とを発色ステーション１０における光バー１５の記録媒体２上の露光位置を挟んで上流側と下流側との両方向に設置し、光バー１５の記録媒体２上の露光位置から上流側と下流側との両方向移動する熱を空気流による強制冷却によって吸収する。
【０１８９】
次に、上記の如く構成された装置による画像等のデータの書き換えの動作について上記第４の実施の形態と相違するところを説明する。
両側冷却モジュール８０の両側冷却用給気ポンプ７４は、例えば本装置の外部から直接外気を取り込み、取り込んだ空気を所定の圧力まで加圧し、冷却用空気７１として両側冷却用空気供給系配管７３を通して前方冷却ノズル８１と後方冷却ノズル７２とに供給する。これにより、後方冷却ノズル７２は、記録媒体２上に対してライン露光方向Ｘの全幅に渡って冷却用空気８２を噴出し、記録媒体２を強制冷却する。前方冷却ノズル８１は、記録媒体２上に対してライン露光方向Ｘの全幅に渡って冷却用空気７１を噴出し、光バー１５による発色前熱工程に引き続く発色冷却工程を強制冷却で制御する。
【０１９０】
一方、両側冷却用排気ファン７６は、記録媒体２に対して噴出された冷却用空気８２及び冷却用空気７１を吸引し、発色ステーション１０による記録媒体２の加熱部分への直接の冷却用空気８２及び冷却用空気７１の流入を防止する。又、両側冷却用排気ファン７６は、記録媒体２に対して噴出された冷却用空気８２及び冷却用空気７１を発色ステーション１０内に通して当該発色ステーション１０を冷却しながら吸引する。
【０１９１】
しかるに、前方冷却ノズル８１と後方冷却ノズル７２とからそれぞれ噴出された冷却用空気８２と冷却用空気７１との気流８３、７７は、発色前加熱工程後の記録媒体２上に衝突し、記録媒体２を強制冷却する。冷却用空気８２と冷却用空気７１との気流８３、７７は、両側冷却用ハロゲンランプハウス７５内を下端から上端に向かって流れ、ハロゲンランプ用集光光学系１４及びハロゲンランプ１１を冷却し、この後、両側冷却用排気ファン７６により両側冷却用ハロゲンランプハウス７５の上端から本装置の外部に排出される。
【０１９２】
本実施の形態における発色工程から消色工程の記録媒体２上の温度及びの濃度の変化は、上記第１の実施の形態における発色工程から消色工程の説明で用いた図５に示す温度・濃度曲線−時間の関係図における温度−時間曲線Ｔｃ０−Ｔｃ１−Ｔｃ２−Ｔｃ３−Ｔｃ４−Ｔｃ５−Ｔｅ１−Ｔｅ２−Ｔｅ３−Ｔｅ４と、濃度−時間曲線Ｄｃ０−Ｄｃ３−Ｄｃ４−Ｄｅ１−Ｄｅ２−Ｄｅ４と基本的に同一である。なお、両側冷却モジュール８０による強制冷却は、発色冷却工程である最高温度からの温度曲線Ｔｃ２−Ｔｃ３−Ｔｃ４（１５０℃）に示す温度下降に対して作用する。さらに、両側冷却モジュール８０による強制冷却は、消色冷前却工程Ｔｃ４−Ｔｃ５（１１５℃）に対しても有効である。すなわち、両側冷却モジュール８０は、発色ステーション１０により発色可能温度帯域Ｓに加熱された記録媒体２の部分を強制的に冷却し、ハロゲンランプ１１により加熱された記録媒体２の部分の自然冷却を補完し、より確実な発色を実現する。
【０１９３】
このように上記第５の実施の形態によれば、両側冷却モジュール８０の前方冷却ノズル８１と後方冷却ノズル７２とからそれぞれ前方冷却用空気８２、冷却用空気７１を噴出するようにした。これにより、発色前加熱工程における露光時間が長くなっても、発色ステーション１０における光バー１５の露光位置における記録媒体２の温度を安定化し、発色冷却工程における冷却速度を安定化し、発色工程の温度及びその温度変化の速度条件を一定に保つことができる。さらに、消色ステーション２０による消色冷前却工程における冷却速度を安定化でき、レーザビーム２１ａの露光位置における消色加熱開始温度を安定化し、消色工程の温度及びその温度変化の速度条件を一定に保つことができる。
【０１９４】
前方冷却ノズル８４を使用せずに、温度センサによって記録媒体の温度を感知し、これに連動してハロゲンランプ１１の出力を低下させることが可能である。この方式によっても発色ステーション１０における光バー１５の露光位置における記録媒体２の温度を安定的に制御できる。
【０１９５】
上記第５の実施の形態は、次のように変形してもよい。例えば、両側冷却モジュール８０による強制冷却手段は、例えば上記第４の実施の形態で説明したのと同様に、接触型の両側冷却モジュール８０として、例えば表面をフッ素樹脂コーティングしたアルミニウム製の中空冷却ローラ、又は内部に冷却金属バーを内蔵しかつ表面をフッ素樹脂コーティングしたポリイミド製の移動可能な無端状耐熱性フィルム等であってもよい。この場合、光バー１５の記録媒体３０上の露光位置を挟んで上流側と下流側両方向に中空冷却ローラ又は無端状耐熱性フィルム等を設置することが可能である。
【０１９６】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１９７】
【図１】本発明に係る画像書換装置の第１の実施の形態を示す基本構成図。
【図２】同装置の概略斜視図。
【図３】同装置に使用する記録媒体を示す概略断面図。
【図４】通常の発色工程から消色工程までの流れを記録媒体の特性に基づいた温度・濃度と時間との関係図。
【図５】同装置による発色工程から消色工程までの流れを記録媒体の特性に基づいた温度・濃度と時間との関係図。
【図６】同装置による発色工程から消色工程までの流れを記録媒体の特性に基づいた温度・濃度と時間との関係の比較例を示す図。
【図７】本発明に係る画像書換装置の第２の実施の形態を示す基本構成図。
【図８】同装置の概略斜視図。
【図９】本発明に係る画像書換装置の第３の実施の形態を示す基本構成図。
【図１０】同装置の概略斜視図。
【図１１】本発明に係る画像書換装置の第４の実施の形態を示す基本構成図。
【図１２】同装置の概略斜視図。
【図１３】本発明に係る画像書換装置の第５の実施の形態を示す基本構成図。
【図１４】同装置の概略斜視図。
【符号の説明】
【０１９８】
１：記録媒体搬送装置、２：光熱変換型可逆性感熱記録媒体（記録媒体）、２ａ：前記録画像、２ｂ：一様発色画像、２ｃ：記録画像、２−１：支持体、２−２：可逆性感熱記録層、２−３：保護層、３ａ，３ｂ：搬送ローラ、４：搬送ベルト、１０：発色ステーション、１１：ハロゲンランプ、１２：フィラメント、１３：反射膜、１４：ハロゲンランプ用集光光学系、１５：光バー、２０：消色ステーション、２１：半導体レーザ、２１ａ：レーザビーム、２２：レーザ用集光光学系、２３：ポリゴンミラー、２４：ポリゴンモータ、３０：レーザアレイモジュール、３１：半導体レーザアレイ、３２：レーザアレイ用集光光学系、３３：単位レーザビーム、３４：レーザビームアレイ、３５：レーザレイドライバ、４０：コンテナ、５０：発色消色ステーション、５１：第１の半導体レーザ、５１ａ：発色用の第１のレーザビーム、５２：第２の半導体レーザ、５２ａ：第２のレーザビーム、５３：発色用レーザ集光光学系、５４：偏光ビームスプリッタ、５５：レーザビーム、５６：消色用レーザ集光光学系、５７：レーザビーム、６０：２次元走査系、６１：２次元ガルバノミラー、６２：高速走査回転軸、６３：低速走査回転軸、７０：片側冷却モジュール、７１：冷却用空気（後方冷却用空気）、７２：冷却ノズル（後方冷却ノズル）、７３：空気供給系配管（両側冷却用空気供給系配管）、７４：給気ポンプ（両側冷却用給気ポンプ）、７５：ハロゲンランプハウス、７６：排気ファン（両側冷却用排気ファン）、７７：冷却用空気の気流、８０：両側冷却モジュール、８１：前方冷却ノズル、８２：前方冷却用空気、８３：前方冷却用空気の気流。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可逆性感熱記録媒体に付与する光エネルギーを熱エネルギーに変換し、かつ
この熱エネルギーを制御することにより発色と消色とを可能とし、可逆性感熱記録媒体に対して非接触で画像等のデータの記録、消去を行う画像書換方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
可逆性感熱記録媒体は、常温より高い発色可能温度帯域に加熱し所定の冷却速度の冷却によって発色し、かつ常温で発色状態を維持しながら前記発色可能温度帯域よりも低い消色可能温度帯域に加熱すると消色する。このような可逆性感熱記録媒体に対して画像等を記録、消去する技術としては、例えば特許文献１乃至３に開示されている。例えば特許文献１は、光吸収熱変換層を可逆性感熱記録媒体に形成するか、若しくはロイコ染料と顕色剤とを含有する記録層に光吸収熱変換材料を混合し、一つ又は複数のレーザビームを可逆性感熱記録媒体上に合焦して走査し、光エネルギーを熱エネルギーに変換して画像等のデータを非接触で形成する方法を開示する。
【０００３】
可逆性感熱記録媒体に関する技術は、例えば特許文献４に開示されている。この特許文献４は、発色温度が１３０℃、消色温度が６０〜７０℃、又発色に要する加熱時間が１．２ｍｓｅｃ、消色に要する加熱時間が２０ｓｅｃである可逆性感熱記録媒体について開示する。このように発色温度は消色温度より高く、かつ消色に要する加熱時間は発色に要する加熱時間より長くなっている。可逆性感熱記録媒体の前回の画像形成で発色した部分を消色し、新たな画像等のデータを発色によって形成する画像書換装置がある。このような画像書換装置において画像形成速度は、消色過程が支配的であり、高速の画像形成が困難である。
【０００４】
このように消去のための加熱に長時間必要な可逆性感熱記録媒体に対し、高速で消色可能な可逆性感熱記録媒体が例えば特許文献５に開示されている。このような高速で消色可能な可逆性感熱記録媒体は、少ない熱エネルギーの授受で瞬時に発色状態から消色状態に転移することが知られている。又、高速消色性を有する可逆性感熱記録媒は、可逆性顕色剤の融点以上まで加熱し溶融した後、冷却速度を、高速消色性を有さない可逆性感熱記録媒体に比較して速くする必要がある。
【０００５】
可逆性感熱記録媒体に対する画像等の書き換え方法に関する技術は、例えば特許文献１、特許文献４、特許文献６及び７に開示されている。このような可逆性感熱記録媒体に対する画像等のデータの書き換え方法としては、可逆性感熱記録媒体を全面消色した後、画像様に加熱して発色させるポジ画像形成と、可逆性感熱記録媒体の全面を発色させた後、画像様に、すなわち地肌部分を加熱し消色させるネガ画像形成とが知られている。いずれの画像書き換え方法であっても最終的に得られる画像等は同じである。
【特許文献１】特許３４４６３１６号公報
【特許文献２】特開２００４−３４５２７３号公報
【特許文献３】特開平１１−１５１８５６号公報
【特許文献４】特開平５−１２４３６０号公報
【特許文献５】特開２００１−１６２９４１号公報
【特許文献６】特開昭５９−１２０４９２号公報
【特許文献７】特開２００１−３４１４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
可逆性感熱記録媒体を用いた画像書換方法は、可逆性感熱記録媒体に光吸収熱変換材料を混合し、光エネルギーを熱エネルギーに変換させて画像等のデータを非接触で形成するので、可逆性感熱記録媒体の寿命及び画像書換装置自体の寿命を延長し、良好な画質を長期にわたって維持するのに好適である。このような画像書換装置は、非接触であるので、例えばサーマルヘッドを用いた画像書換装置に比べて優位性を有する。
【０００７】
しかしながら、かかる画像書換装置の現状は、画像形成用の光源として解像度と光強度との関係からレーザビーム以外に選択肢がなく、このため高価で高出力なレーザ光源が必要される。例えば幅１００ｍｍ画像を、画像幅と直交する方向に７６ｍｍ／ｓｅｃ程度の速度で画像形成する場合、画素の大きさを例えば０．１２５ｍｍ×０．１２５ｍｍとすると、可逆性感熱記録媒体面上で約４５〜６０Ｗの光強度のレーザビームが必要になる。例えばレーザビームが１本ならば、レーザビーム１本当たり５０Ｗであるが、ｎ本のレーザビームの場合は、レーザビーム１本当たり５０Ｗ／ｎとなる。このため、レーザビーム１本当たり５０Ｗのレーザ光源は、コストの面で好ましくない。又、複数のレーザ素子を配列したレーザビームアレイも同様にサーマルヘッドに比較すると高価である。
【０００８】
このため現状では、比較的低出力でかつ低価格のレーザ光源を使用し、画像形成速度を遅くして可逆性感熱記録媒体に対する記録、消去の画像書換を行っている。ところが、画像形成速度が遅いために可逆性感熱記録媒体の全体を走査するラスター走査が行えず、１つのレーザビームによる走査、いわゆる１つのレーザビームにより一筆書きするベクター走査が採用されている。
【０００９】
可逆性感熱記録媒体に対して１本のレーザ光ビームを走査して画像形成する場合、例えば幅１００ｍｍの画像等のデータを、このデータの画像幅と直交する方向に例えば７６ｍｍ／ｓｅｃ程度の速度で走査するとき、画素の大きさを例えば０．１２５ｍｍ×０．１２５ｍｍとすると、１画素当たりの露光時間は例えば１〜２μsec程度になる。
【００１０】
可逆性感熱記録媒体に混合される光吸収熱変換材料は、有機高分子バインダー中に分散して用いられている。光吸収熱変換材料や他の可逆性感熱記録媒体を構成する材料の熱伝導が露光時間に対して不十分な場合、高出力のレーザビームを使用すると、光吸収熱変換材料やその周囲が３００〜４００℃以上になる。このため、光吸収熱変換材料や他の可逆性感熱記録媒体を構成する材料が熱分解、溶融するおそれがある。このため、可逆性感熱記録媒体に対する画像等のデータの記録、消去には、プラスチックや金属表面を溶融して刻印するレーザマーカ等に使用されているような高出力のレーザビームを採用することができず、使用できるレーザビームの光強度に限界がある。従って、画像形成速度の向上に限界がある。
【００１１】
又、可逆性感熱記録媒体に対して１本のレーザ光ビームを走査して画像形成する場合、コスト的な制約と、上記の如く可逆性感熱記録媒体を構成する材料の熱分解との２つの理由から、大出力レーザ光源の採用が困難である。このためポジ画像形成を採用した場合には、大面積の発色パターンすなわち大画角のべた画像を形成することが困難になる。
【００１２】
具体的に１本のレーザビームを可逆性感熱記録媒体上に主走査し、これと同時に主走査方向に対して垂直な副走査方向に可逆性感熱記録媒体を移動若しくは主走査の走査ラインを移動させるラスター走査を使用した場合、十分な光強度のレーザビームを採用しかつ所要の露光時間を確保できないと、可逆性感熱記録媒体における発色域の温度上昇が不十分となる。このため、レーザビームを主走査するときの各走査ライン間の時間間隔が長いと、可逆性感熱記録媒体上におけるある１つの走査ライン上で照射されたレーザビームにより加熱・溶融した発色域が冷却されてしまい、先の走査ラインに隣接する次の走査ライン上へのレーザビームの主走査によって先の発色域の一部が消色してしまう。
【００１３】
このような先に主走査された発色域の消色は、レーザビームの光強度がガウス分布に従っているために、このガウス分布の裾の部分が先の発色域の一部に掛かり、かつ可逆性感熱記録媒体の消色可能温度帯域が発色可能温度帯域よりも低いために、レーザビームの光強度が低くても消色してしまうからである。
【００１４】
又、レーザビームの光強度が強い場合、光強度分布だけではなく可逆性感熱記録媒体の熱伝導でも先の発色域の消色条件を満たしてしまうこともある。このような現象を防ぐためには、十分な光強度のレーザビームを用い所要の露光時間で可逆性感熱記録媒体全体を温度上昇せしめ、発色可能温度帯域下限以上或いは消色可能温度帯域上限以上に、発色後の可逆性感熱記録媒体の温度を保持する必要がある。このため、現状の画像書換装置では、主走査の走査ラインの時間間隔を短くするためにラスター走査の主走査幅を短く設定しているので、大画角のべた画像形成が困難である。
【００１５】
特許文献４は、可逆性感熱記録媒体の発色温度１３０℃、消色温度６０〜７０℃を開示する。可逆性感熱記録媒体を全面発色させた後、画像様にすなわち地肌部分を加熱し消色させるネガ画像形成を採用した場合、画像形成時は確かに消色温度に対応して必要な光エネルギーは減少する。
しかしながら、ネガ画像形成の発色温度は、ポジ画像形成の場合と同じなので、必要なレーザビームの光強度は同じである。さらに、画像の印画率（発色面積／全記録面積）が５０％を下回る場合、全面発色が必要なネガ画像形成は、部分発色で済むポジ画像形成に比べて総消費電力が大きくなる。しかるに、ネガ画像形成は、レーザビームの低い光強度化に繋がらない。
【００１６】
又、特許文献５は、高速消色性を有する可逆性感熱記録媒を開示するが、この可逆性感熱記録媒を使用しても従来の律速段階であった消色に要する時間が短縮されるだけで、発色に必要な光強度は同じである。しかるに、高速消色性可逆性感熱記録媒体は、レーザビームの低い光強度化に繋がらない。
【００１７】
本発明の目的は、安価で低出力なレーザ光源を用い、高速で画像等の情報を可逆性感熱記録媒体に書き換え可能で、かつ大画角べた画像の記録を実現可能な画像書換方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の主要な局面に係る画像書換方法は、常温より高い発色可能温度帯域に加熱し所定の冷却速度の冷却によって発色し、かつ常温で発色状態を維持しながら前記発色可能温度帯域よりも低い消色可能温度帯域に加熱すると消色する可逆性感熱記録媒体に対して情報の書き換えを行う画像書換方法において、可逆性感熱記録媒体に対して発色可能温度帯域に加熱し、この加熱後の冷却によって可逆性感熱記録媒体を一様に発色させる発色工程と、一様に発色した可逆性感熱記録媒体の温度が消色可能温度帯域内又は消色可能温度帯域外でかつ当該消色可能温度帯域の下限温度よりも所定温度低い温度帯域内のいずれか一方に低下したときに、可逆性感熱記録媒体を加熱して可逆性感熱記録媒体を情報様に消色する消色工程とを有する。
【００１９】
本発明の主要な局面に係る画像書換装置は、常温より高い発色可能温度帯域に加熱し所定の冷却速度の冷却によって発色し、かつ常温で発色状態を維持しながら前記発色可能温度帯域よりも低い消色可能温度帯域に加熱すると消色する可逆性感熱記録媒体に対して情報の書き換えを行う画像書換装置において、可逆性感熱記録媒体に対して発色可能温度帯域に加熱し、この加熱後の冷却によって可逆性感熱記録媒体を一様に発色させる発色系と、一様に発色した可逆性感熱記録媒体の温度が消色可能温度帯域内又は消色可能温度帯域外でかつ当該消色可能温度帯域の下限温度よりも所定温度低い温度帯域内のいずれか一方に低下したときに、可逆性感熱記録媒体を加熱して可逆性感熱記録媒体を情報様に消色する消色系とを具備する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、安価で低出力なレーザ光源を用い、高速で画像等の情報を可逆性感熱記録媒体に書き換え可能で、かつ大画角べた画像の記録を実現可能な画像書換方法及びその装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は画像書換装置の基本構成図を示し、図２は同装置の概略斜視図を示す。記録媒体搬送装置１上には、光熱変換型可逆性感熱記録媒体（以下、記録媒体と称する）２が載置される。この記録媒体搬送装置１は、記録媒体２を一定速度で媒体搬送方向Ｙに搬送する。なお、媒体搬送方向Ｙに対して垂直方向が後述するライン露光方向Ｘである。記録媒体搬送装置１は、複数の搬送ローラ３ａ、３ｂと、これら搬送ローラ３ａ、３ｂに掛けられた無端の搬送ベルト４となどから成り、例えば搬送ローラ３ａを回転駆動することによって搬送ベルト４を移動し、記録媒体２を媒体搬送方向Ｙに搬送する。なお、記録媒体２には、前回の使用で画像等のデータが記録された前記録画像２ａと、一様発色した一様発色画像２ｂと、書換え後の記録画像２ｃとが形成されている。
【００２２】
図３は記録媒体２の概略断面図を示す。この記録媒体２の層構造は、支持体２−１を設け、この支持体２−１上に光吸収熱変換材料を混入した可逆性感熱記録層２−２と、保護層２−３とを形成して成る。このうち可逆性感熱記録層２−２は、少なくともロイコ染料と可逆性顕色剤と光吸収熱変換材料とから成る。
【００２３】
記録媒体２の層構造としては、例えばロイコ染料と可逆性顕色剤とから可逆性感熱記録層２−２を形成し、この可逆性感熱記録層２−２上に光吸収熱変換材料からなる光熱変換層を積層することも可能である。又、記録媒体２は、ロイコ染料と可逆性顕色剤と光吸収熱変換材料から可逆性感熱記録層２−２を形成し、この可逆性感熱記録層２−２上にさらに光吸収熱変換材料からなる光熱変換層を積層することも可能である。又、光吸収熱変換材料を含んだ可逆性感熱記録層２−２がある。この可逆性感熱記録層２−２において光吸収熱変換材料の吸収波長を持つ光の平均透過率が例えば３０％以上ある場合には、可逆性感熱記録層２−２の直下に光吸収熱変換材料から成る光熱変換層を積層することも可能である。
【００２４】
以下、記録媒体２の各層に用いる材料について説明する。
ロイコ染料は、具体的例として例えば上記特許文献２、３、５に開示されているものが使用可能である。これに限定されるものではない。ロイコ染料の具体的な例としては、例えば３−ジエチルアミノ−７−ｏ−クロロフェニルアミノフルオラン、３−ジエチルアミノ−７−ｍ−クロロフェニルアミノフルオラン、３−ジエチルアミノ−７−ｐ−クロロフェニルアミノフルオラン等である。
【００２５】
可逆性顕色剤は、長鎖アルキル基を有するフェノール化合物を使用する。この可逆性顕色剤は、例えば上記特許文献２、３、５に開示されている。本実施の形態では、高速消色性を有する可逆性顕色剤に限定する必要があり、特に特許文献５に開示されて具体的な可逆性顕色剤の使用が望ましい。例えば可逆性顕色剤は、下記の一般式（１）により表される化合物が望ましいが、これに限定されるものでない。
【化１】
【００２６】
一般式（１）で表される化合物中、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ同じであっても、異なってもよい酸素原子、硫黄原子又は両末端に炭化水素原子団を含まない−ＣＯＮＨ−結合を最小構成単位とする二価の基を表す。Ｒ１は単結合又は炭素数１から１２の二価の炭化水素基を表す。Ｒ２は炭素数１から１８の二価の炭化水素基を表す。好ましくは炭素数１〜４の二価の炭化水素基である。Ｒ３は炭素数１〜２４の一価の炭化水素基を表し、好ましくは炭素数６から炭素数２４の炭化水素基であり、より好ましくは炭素数８〜２４の炭化水素基である。更に、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３の炭素数の和が１１以上３５以下である場合が特に好ましい。Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は主として、各々アルキレン基及びアルキル基を表す。Ｒ１の場合は、芳香環を含んでいてもよい。ｆは０〜４の整数を表し、ｆが２以上のとき繰り返されるＲ２及びＸ２は同一であっても異なっていてもよい。
【００２７】
一般式（１）中のＸ１、Ｘ２は両末端に炭化水素原子団を含まない−ＣＯＮＨ−結合を最小構成単位とする二価の基を含むが、その具体例としては、例えばジアシルアミン（−ＣＯＮＨＣＯ−）、ジアシルヒドラジン（−ＣＯＮＨＮＨＣＯ−）等の基が挙げられるが、好ましくはジアシルヒドラジン、しゅう酸ジアミド、アシルセミカルバジドである。本実施の形態に係わる可逆性顕色剤の具体的な例としては、例えば構造式（２）が挙げるが、これに限定されるものではない。
【化２】
【００２８】
又、特許文献５に開示されているように他の可逆性顕色剤であってもロイコ染料と混合して生成された可逆性感熱記録材料に関し、加熱溶融急冷して得られた発色状態の可逆性感熱記録材料が示差走査熱量分析又は示差熱分析によって、その昇温過程で発熱ピークを示さずに消色状態に転移する場合には、高速消色性を有する可逆性感熱記録材料として使用可能である。すなわち、この場合、少ない熱エネルギーの授受で瞬時に発色状態から消色状態に転移することができる。従って、本実施の形態で使用可能な可逆性感熱記録材料は、高速消色性を有することが要件であって、ロイコ染料とそれに適する可逆性顕色剤に限定されるものではない。
【００２９】
本実施の形態に用いられる光吸収熱変換材料は、例えば光熱変換色素が用いられる。光吸収熱変換材料の具体的な例としては、例えばフタロシアニン化合物、金属錯体化合物、ポリメチン化合物、ナフトキノン系化合物等が挙げられ、可逆性感熱記録層２−２に分散状態又は分子状態で含有することができる。光吸収熱変換材料は、好ましくは、光熱変換効率、溶剤への溶解性、樹脂への分散性、紫外線に対する耐光性の点でフタロシアニン化合物金属錯体化合物が挙げられ、特にフタロシアニン化合物が好ましい。光吸収熱変換材料は、さらに詳しくは特許文献２、３、５に開示されているものが使用可能である。フタロシアニン化合物の例としては、例えばナフタロシアニン化合物、無金属フタロシアニン化合物、鉄フタロシアニン化合物等である。又、本実施の形態において光吸収熱変換材料は、使用するレーザ光源２１の波長８０８ｎｍ〜８３０ｍｍ付近に吸収ピークを持つものが選択される。
【００３０】
可逆性感熱記録層２−２には、性能向上のために各種のバインダー、添加剤等を使用することが可能である。これらバインダー、添加剤等については例えば特許文献２、３、５に開示されている。例えば特許文献２、３、５には、可逆性感熱記録層２−２の強度を向上し、かつ可逆性感熱記録層２−２の組成物の各素材が加熱・冷却等によって偏在することなく均一に分散するための耐熱性樹脂等のバインダーが挙げられている。又、例えば特許文献２、３、５には、発色感度及び消去温度を調整するための熱可融性物質等が挙げられている。
【００３１】
本実施の形態に用いられる支持体２−１は、単に可逆性感熱記録層２−２を支持するだけに限らず、発色時における加熱後の冷却工程において熱の吸収体として機能を果たす。特に、第１の実施の形態では、自然冷却を採用するので、支持体２−１が冷却速度の大部分を支配している。このため、支持体２−１には、所定の熱伝導率と比熱を有するポリェチレンテレフタレート、ポリプロポレン等の合成樹脂フイルムが使用される。具体的に使用できる支持体２−１の材料は、例えば特許文献２、３、５に開示されている。
【００３２】
記録媒体２の層構成としては、可逆性感熱記録層２−２の上の最外層として保護層２−３を積層することが望ましい。本装置は、記録媒体２に対して非接触で画像等を書換えることができ、これにより基本的に加熱・冷却以外に記録媒体２にはダメージを与えない。しかしながら、記録媒体２のライフサイクル全体から見ると本装置での書換え後が記録媒体２の本来の役割を果たす使用段階になる。
【００３３】
この記録媒体２の使用段階では、記録媒体２は例えば擦過、打撃、折り曲げ、紫外線照射等のさまざまダメージを受ける。このため、ハードコート層である保護層２−３が必要になる。特に、光吸収熱変換材料としての光熱変換色素やロイコ染料は、紫外線吸収により大きなダメージを受ける可能性が高いので、各種の紫外線吸収剤を保護層２−３に混入する。使用可能な各種の紫外線吸収剤を含めた保護層２−３の材料は、例えば特許文献２、３に開示されている。一般に光吸収熱変換材料としては、近赤外領域の吸収波長を持つものを使用し、ロイコ染料の発色波長域は可視域であるので、最上部の保護層２−３が紫外線のみを吸収する場合には、光吸収熱変換材料もロイコ染料もその機能に影響を与えられることはない。
【００３４】
発色系としての発色ステーション１０が記録媒体搬送装置１の上方に設けられている。この発色ステーション１０は、記録媒体２に対して発色可能温度帯域に加熱し、この加熱後の冷却によって記録媒体２を一様に発色させる。すなわち、発色ステーション１０は、媒体搬送方向Ｙに対して略直角なライン露光方向Ｘで記録媒体２をライン露光し、記録媒体２幅内の所定の有効発色幅Ｗ１の全幅において記録媒体２を発色させる。このとき記録媒体２における前回の使用で記録された前記録画像２ａは一様発色画像２ｂとなる。
【００３５】
消色系としての消色ステーション２０が記録媒体搬送装置１の上方でかつ発色ステーション１０の下流側に設けられている。この消色ステーション２０は、後述する図５に示すように発色ステーション１０により一様に発色した記録媒体２の温度が消色可能温度帯域Ｓ内又は消色可能温度帯域Ｓ外でかつ当該消色可能温度帯域Ｓの下限温度よりも所定温度低い温度帯域内のいずれか一方に低下したとき、例えば後述する図５に示す温度Ｔｃ５に低下したときに、記録媒体２を加熱して当該記録媒体２を画像様に消色する。
【００３６】
すなわち、消色ステーション２０は、媒体搬送方向Ｙに対して略垂直な方向であるビーム走査露光方向Ｘで、かつ記録媒体２幅内の所定の有効消色幅Ｗ２で一様発色した記録媒体２における一様発色画像２ｂの必要な部分をビーム走査露光により画像様に消色する。これにより、記録媒体２に記録されていた一様発色画像２ｂは、記録画像２ｃに書換えられる。すなわち一様発色画像２ｂは、画像等のデータの背景部に相当する部分が消色され、記録画像２ｃに書き換えられる。
【００３７】
又、消色ステーション２０は、記録媒体２に対する加熱時間を発色ステーション１０による記録媒体２に対する加熱時間よりも短く、かつ記録媒体２に与える加熱エネルギーを発色ステーション１０により記録媒体２に与える加熱エネルギーよりも小さい。
発色ステーション１０におけるライン露光と消色ステーション２０におけるビーム走査露光との時間間隔は、記録媒体２上のいかなる部位においてでも一定に保たれる。このために発色ステーション１０におけるライン露光方向Ｘと消色ステーション２０における走査露光方向Ｘとは、媒体搬送方向Ｙに対して同一の角度に設定されている。すなわち、発色ステーション１０による記録媒体２に対するライン状の光バー１５の媒体搬送方向Ｙに対する照射角度と、消色ステーション２０による記録媒体２に対するレーザビーム２１ａの媒体搬送方向Ｙに対する走査角度とは、同一に設定されている。
【００３８】
但し、消色可能温度条件及び温度変化速度条件の許容幅が大きい場合には、発色ステーション１０におけるライン露光方向Ｘと消色ステーション３０におけるライン露光方向Ｘとは、僅かに異なる角度、例えば角度θとすると、ｔａｎθ＝１／１０００程度に設定されていてもよい。
【００３９】
ここで、発色ステーション１０及び消色ステーション２０による各露光の幅は、通常、
記録媒体２の幅Ｗ０＞有効消色幅Ｗ２＞有効発色幅Ｗ１
の関係が成り立つように設定される。
又、発色ステーション１０及び消色ステーション２０による媒体搬送方向Ｙに対する露光の幅は、
記録媒体２の長さＬ０＞有効消色長Ｌ２＞有効発色長Ｌ１
の関係が成り立つように発色ステーション１０と消色ステーション２０との各露光タイミングが設定されている。
【００４０】
発色ステーション１０と消色ステーション２０とは、記録媒体２における画像等のデータが記録されていない未使用の部分に対しても上記同様に作用する。すなわち、発色ステーション１０は、記録媒体２に対して発色可能温度帯域Ｋに加熱し、この加熱後の冷却によって記録媒体２を一様に発色させる。
【００４１】
消色ステーション２０は、発色ステーション１０により一様に発色した記録媒体２の温度が消色可能温度帯域Ｓ内又は消色可能温度帯域Ｓ外でかつ当該消色可能温度帯域Ｓの下限温度よりも所定温度低い温度帯域内のいずれか一方に低下したときに、記録媒体２を加熱して当該記録媒体２を画像様に消色する。発色ステーション１０及び消色ステーション２０の各露光位置が移動する場合、或いは発色ステーション１０及び消色ステーション２０の各全体が移動する場合、記録媒体２を固定することも可能である。この場合、記録媒体搬送装置１は、必要ない。
【００４２】
発色ステーション１０と消色ステーション２０との間隔は、少なくとも前記搬送機構による記録媒体２の搬送速度と、記録媒体２の温度が発色ステーション１０により発色可能温度帯域に加熱されてから消色可能温度帯域Ｓ内又は消色可能温度帯域Ｓ外でかつ当該消色可能温度帯域Ｓの下限温度よりも所定温度低い温度帯域内のいずれか一方に低下するまでに要する時間とに基づいて設定される。
【００４３】
次に、発色ステーション１０の具体的な構成について説明する。
発色ステーション１０は、光源として赤外線（以下、単に光線と称する）を放射するハロゲンランプ１１を備える。このハロゲンランプ１１は、ガラス管内にフィラメント１２を設け、かつガラス管の外側に反射膜１３を形成してある。このハロゲンランプ１１の長さは、有効発色幅Ｗ１よりも長く設定されている。これにより、ハロゲンランプ１１は、有効発色幅Ｗ１の全幅において記録媒体２の表面を均一な光強度分布にするようにフィラメント１２の光強度分布を両端でやや強くなるように設定している。反射膜１３は、フィラメント１２から出射された光線のうち記録媒体２と反対方向へ向かう光線を反射し、フィラメント１２から出射する光線の利用効率を高める。
【００４４】
ハロゲンランプ１１から出射される光線の光路上には、ハロゲンランプ用集光光学系１４が設けられている。このハロゲンランプ用集光光学系１４は、複数の光学レンズにより成る。このハロゲンランプ用集光光学系１４は、ハロゲンランプ１１から出射された光線をレンズにより記録媒体２上に合焦し、媒体搬送方向Ｙにおける幅が狭いライン状の光バー１５に形成して記録媒体２上をライン露光する。
【００４５】
光バー１５は、記録媒体２に含有する光吸収熱変換材料に吸収されて熱に変換され、発色に必要な温度条件を生成し、記録媒体２に含有される可逆性感熱記録材料を発色する。この発色には、所定範囲の冷却速度を満たす必要がある。本実施の形態では、記録媒体２における光バー１５により露光した部分の温度が周囲よりも高くなるので、記録媒体２内部での熱移動及び記録媒体２から外部の空気、記録媒体搬送装置１への熱移動による自然冷却が発色に必要な冷却速度を満たし、冷却工程として使用される。
【００４６】
ハロゲンランプ１１の出力は、例えば幅１００ｍｍの画像を７６ｍｍ／ｓｅｃ程度の記録媒体２の搬送速度で画像形成する場合、記録媒体２の表面上での光バー１５の媒体搬送方向Ｙの露光長０．１２５ｍｍに対して２５〜３０Ｗ程度の光バー１５の光強度を最大値として必要される。このときのハロゲンランプ１１は、例えば消費電力２５０〜５００Ｗ程度を必要とする。この値は、記録媒体２の表面で２５〜３０Ｗ程度の光強度の１０程度大きいが、ハロゲンランプ１１の波長分布が広く、光吸収熱変換材料の吸収波長と一致する領域が少ないこと、またレーザ光のようにコヒーレントではないので光エネルギーの集中性が弱いためである。
【００４７】
ハロゲンランプ１１のスペクトル分布は、近赤外域の０．８〜１．０μｍ付近をピークとし、長波長側に広い強度分布を持つ。一方、ハロゲンランプ１１の入力電源は、１００ＶＡＣ電源を直流に変換することなく使用できるので、直流電源等が要らず、高出力レーザに必要な高能力冷却装置も不要である。これにより、ハロゲンランプ１１の総消費電力量は、高出力レーザと比較してもあまり変わらない。従って、ハロゲンランプ１１は、低コストであることも含めて、５００〜１０００Ｗ程度でもレーザ光源に比べればはるかに安価である。
【００４８】
フィラメント１２から出射される光線は、反射膜１３とハロゲンランプ用集光光学系１４とにより集光される。フィラメント１２から出射される光線の集光は、周知の放物面や楕円面等のミラー、又はこれらのミラーとレンズの組み合わせ等によって行うことが可能である。
【００４９】
フィラメント１２の直径が例えば１ｍｍ程度であり、画像形成速度すなわち媒体搬送速度を７６ｍｍ／ｓｅｃ程度とする場合、光バー１５の媒体搬送方向Ｙの露光長は１ｍｍ以下にすることが望ましく、かつ集光光学系１４の横倍率は１以下に設定される。光バー１５の媒体搬送方向Ｙの露光長の値は、媒体搬送速度だけでなく、光バー１５の光強度、記録媒体２の比熱や熱伝導率周囲温度等に関係して設定される。光バー１５の媒体搬送方向Ｙの露光長は１ｍｍを超え、露光時間が長くなると、露光部分から記録媒体２全体に熱が移動し、自然冷却では発色に必要な冷却速度が得られなくなる場合がある。そのときには強制冷却手段が使用される。なお、スリットは、周囲からの露光等を防止し、光バー１５の媒体搬送方向Ｙの露光長を確保するために設けられる。
【００５０】
記録媒体２の温度調整について説明する。記録媒体２は、使用環境、保存環境によって発色ステーション２０の露光位置に来たときの温度が異なる。発色温度域は、例えば１６０〜２４０℃とかなり広く取れるので、記録媒体２の温度変動に対してかなり広い幅で対応できる。しかし、使用環境が対応困難な極低温、或いは激しい温度サイクル等であると、記録媒体２の温度や周囲環境の温度を温度センサにより測定し、この測定した温度に応じてハロゲンランプ１１の光量を制御することが必要になる。又、記録媒体搬送装置１にヒータ等を組み込み、このヒータ等により記録媒体２を加熱して記録媒体２の温度を一定に保つようにしてもよい。
【００５１】
消色ステーション２０の具体的な構成について説明する。
消色ステーション２０は、光源として半導体レーザ２１を備える。この半導体レーザ２１は、レーザビーム２１ａを出射する。この半導体レーザ２１から出射されるレーザビーム２１ａの光路上には、レーザ用集光光学系２２とポリゴンミラー２３とが設けられている。レーザ用集光光学系２２は、複数の光学レンズにより成る。この消色ステーション２０から出射されたレーザビーム２１ａは、レーザ用集光光学系２２により記録媒体２上で合焦され、かつ所定の直径を有するレーザビーム２１ａとして記録媒体２上に照射され、記録媒体２を露光する。ポリゴンミラー２３には、ポリゴンモータ２４が設けられている。ポリゴンミラー２３は、モータ２４の駆動によって一定の回転速度で回転する。これにより、レーザビーム２１ａは、記録媒体２面上に走査される。
【００５２】
レーザビーム２１ａの走査幅内で有効消色幅Ｗ２が設定される。この有効消色幅Ｗ２は、有効発色幅Ｗ１よりも長い。レーザビーム２１ａの光強度は、記録媒体２の全面消色時に有効消色幅Ｗ２の全幅において記録媒体２の表面で均一な光強度になるように制御される。又はレーザビーム２１ａの発光時間は、記録媒体２の全面消色時に有効消色幅Ｗ２の全幅において記録媒体２の表面で均一な光強度になるように制御される。
【００５３】
半導体レーザ２１の発光制御は、画像等のデータを含む画像信号に従ったＯＮ／ＯＦＦ制御、ＯＮ／ＯＦＦ時間幅の変調制御、又はレーザビーム２１ａの出力光強度の変調制御等の単独若しくは組み合わせによって行われる。これにより、一様発色画像２ｂは、画像の背景部に相当する部分が消色され、記録画像２ｃに書き換えられる。
【００５４】
レーザビーム２１ａは、記録媒体２に含有される光吸収熱変換材料に吸収されて熱に変換され、消色に必要な温度条件を生成し、記録媒体２に含有される可逆性感熱記録材料によって消色する。消色ステーション２０によってレーザビーム２１ａが照射される記録媒体２の温度は、発色ステーション１０によって光バー１５が照射される記録媒体２の初期温度よりも高く、かつ記録媒体２の消色可能温度帯域Ｓの下限近傍に設定されている。すなわち、発色ステーション１０による加熱後、所定の冷却速度で冷却されて発色した記録媒体２が完全に冷め切らない前に消色ステーション２０によりレーザビーム２１ａが照射される。
【００５５】
しかるに、発色ステーション１０と消色ステーション２０との媒体搬送方向Ｙの位置関係は、発色ステーション１０による加熱後、所定の冷却速度で冷却されて発色した記録媒体２が完全に冷め切らない前に消色ステーション２０によりレーザビーム２１ａが照射されるという条件を満たす設定となっている。このとき、記録媒体２の発色部分を消色する場合、レーザビーム２５により加熱を開始し、温度上昇カーブを低温側から消色可能温度帯域Ｓに突入させ、その後、記録媒体２の周囲に対して温度差で移動する熱エネルギー分をレーザビーム２５によりわずかな時間だけ付与してやればよい。従って、消色ステーション２０における消色に必要な熱エネルギーは、初期温度から加熱する場合に比較してわずかな量で済むので、半導体レーザ２１は安価な比較的低出力のもので十分である。
【００５６】
次に、半導体レーザ２１は、例えば波長８０８ｎｍ若しくは８３０ｎｍのレーザビーム２１ａを出射する。この半導体レーザ２１から出射されるレーザビーム２１ａの出力は、例えば、ポリゴンミラー２３により走査されてレーザビーム２１ａの利用効率を５０％とし、幅１００ｍｍの画像等のデータを７６ｍｍ／ｓｅｃ程度の記録媒体２の搬送速度で消色により画像形成するネガ画像形成の場合には、画素の大きさを０．１２５ｍｍ×０．１２５ｍｍとすると、記録媒体２面上での光強度２〜３Ｗ程度が必要となる。この値は、発色により画像形成するポジ画像形成の場合と比較して１／１０以下である。
【００５７】
さらに、レーザビーム２１ａの照射直前の記録媒体２の温度すなわち消色加熱開始温度を消色可能温度帯域Ｓの下限近傍、例えば温度差１〜５℃に設定すれば、好条件下で記録媒体２面上での光強度を０．２〜０．３Ｗ程度することが可能である。これにより、ＹＡＧレーザやＣ０２レーザではなく、安価な低出力の半導体レーザ２１を使用した光熱変換型の画像書換装置が可能になる。
【００５８】
次に、集光光学系・走査系について説明する。半導体レーザ２１から出射されたレーザビーム２１ａは、集光光学系２２を通り、ポリゴンミラー２３により反射し、記録媒体２上に合焦する。ポリゴンミラー２３は、ポリゴンモータ２４の駆動により所定の速度で回転され、半導体レーザ２１から出射されたレーザビーム２１ａの反射角度を可変させて記録媒体２上に走査する。
【００５９】
記録媒体２上におけるレーザビーム２１ａの大きさ及びその形状は、記録媒体２のレーザビーム２１ａの光強度に対する消色感度によって異なるが、例えば、画素の大きさを０．１２５ｍｍ×０．１２５ｍｍとし、レーザビーム２１ａの中心での光強度の１／ｅ２をビーム径とすると、円形の場合のレーザビーム２１ａのビーム径は、記録媒体２面上で例えば０．１２５〜０．１８０ｍｍ程度である。楕円形の場合のレーザビーム２１ａのビーム径は、ライン露光方向Ｘで例えば０．０４〜０．０９ｍｍ程度、媒体搬送方向Ｙで例えば０．１３０〜０．１８０ｍｍ程度である。
【００６０】
半導体レーザ２１等の複数のレーザ光源を用いる場合には、例えば上記特許文献１に開示されているようなレーザ光ビームの重なり合わせ、熱伝導による温度分布等各種のレーザ光ビームの合成パターンを使用可能である。このような特許文献１における集光・走査系は、シンプルであるが、本実施の形態に適用した場合、記録媒体２の表面が平面であるので、周知のようにポリゴンミラー２３の反射点から記録媒体２上のレーザビーム２５の露光点までの距離は、ポリゴミラー２３の回転角度によって異なる。このためライン露光方向Ｘに対して記録媒体２の幅の中心から周辺に行く程、レーザビーム２５のライン露光方向Ｘの径は大きくなり、さらに走査速度も速くなり、記録媒体２上の単位面積当たりの光強度が均一ではなくなる。
【００６１】
これに対して本実施の形態であれば、半導体レーザ２１から出力されるレーザビーム２１ａを変調して単位面積当たり均一の光強度にする方法以外に周知のいくつかの方法が使用できる。例えば、ポリゴンミラー２３と記録媒体２との間の光路にｆθレンズを挿入する。記録媒体２をおおよそポリゴンミラー２３の反射点を中心に湾曲させ、ポリゴンミラー２３の反射点から記録媒体２上のレーザビーム２１ａの露光点までの距離を一定にする等の方法がある。
【００６２】
次に、上記の如く構成された装置による画像等のデータの書き換えの動作について説明する。
画像等のデータの書き換えは、記録媒体２に対して発色可能温度帯域に加熱し、この加熱後の冷却によって記録媒体２を一様に発色させる発色工程と、一様に発色した記録媒体２の温度が消色可能温度帯域Ｓ内又は消色可能温度帯域Ｓ外でかつ当該消色可能温度帯域Ｓの下限温度よりも所定温度低い温度帯域内のいずれか一方に低下したときに、記録媒体２を加熱して記録媒体２を画像様に消色する消色工程とから成る。
【００６３】
図４乃至図６は発色工程から消色工程までの流れを記録媒体２の特性に基づいた温度・濃度と時間との関係図を示す。これら図４乃至図６における温度・濃度と時間との各関係図は、それぞれ記録媒体２の光吸収熱変換材料を混入した可逆性感熱記録層２−２における温度と濃度との時間変化を表したのもので、右側縦軸に温度、左側縦軸に濃度、横軸に時間を示す。又、例示する温度、濃度、時間等の数値は、例えば幅１００ｍｍの画像を７６ｍｍ／ｓｅｃ程度の記録媒体２の搬送速度で、画素の大きさを例えば０．１２５ｍｍ×０．１２５ｍｍ程度とした場合の画像形成を条件としている。
【００６４】
なお、この条件は、光バー１５、レーザビーム２１ａの形状や光強度パターン、記録媒体２に照射されるレーザビーム２１ａの光強度に対する発色・消色感度、記録媒体２内及びその周囲での熱伝達率、熱伝導率、比熱等によって異なるので、必ずしもその数値に限定されるものではない。
【００６５】
先ず、発色工程について説明する。
図４における温度曲線Ｔｃ０−Ｔｃ１−Ｔｃ２−Ｔｃ３−Ｔｃ４−Ｔｃ６は、温度−時間曲線を示す。濃度曲線Ｄｃ０−Ｄｃ３−Ｄｃ４−Ｄｃ６は、濃度−時間曲線を示す。濃度は、反射濃度を示す。
初期状態である。
初期状態として、記録媒体２は、室温である温度Ｔ０（２５℃）＝Ｔｃ０、消色状態の濃度Ｄ０（０．２〜０．３）＝Ｄｃ０の状態である。
【００６６】
次に、発色前加熱工程である。
記録媒体搬送装置１上に記録媒体２が載置される。この記録媒体搬送装置１は、記録媒体２を一定速度で媒体搬送方向Ｙに搬送する。
発色ステーション１０において、ハロゲンランプ１１が光線を出射すると、この光線は、反射膜１３で反射した光線を含めてハロゲンランプ用集光光学系１４に入射する。このハロゲンランプ用集光光学系１４は、ハロゲンランプ１１から出射された光線をレンズにより記録媒体２上に合焦し、媒体搬送方向Ｙにおける幅が狭いライン状の光バー１５に形成して記録媒体２上をライン露光する。
【００６７】
しかるに、記録媒体２は、発色ステーション１０から記録媒体２の面上に照射される光バー１５の露光位置に進入すると発色前加熱工程になる。すなわち、記録媒体２が光バー１５により露光されると、記録媒体２におけるロイコ染料と可逆性顕色剤とから成る組成物の溶融温度、若しくはどちらか成分の溶融温度等に相当する発色可能温度Ｔｃ１＝Ｔｍ（１８０℃）を通過する。そして、記録媒体２の温度は、温度曲線Ｔｃ０−Ｔｃ１−Ｔｃ２を経てピーク温度Ｔｃ２（２００℃）まで上昇する。
【００６８】
記録媒体２の発色可能温度は、上限があり、可逆性感熱記録層２−２の各材料の熱分解温度等によって設定される。この記録媒体２の発色可能温度は、図４に示す温度上昇範囲外である。例えば、温度曲線Ｔｃ０−Ｔｃ１−Ｔｃ２間の発色前熱工程の所要時間、すなわち発色ステーション１０での露光時間は、光バー１５の媒体搬送方向Ｙの露光長を例えば１．２５ｍｍ程度とすると、１５〜３０ｍｓｅｃ程度である。好ましくはハロゲンランプ用集光光学系１４の設定を変更することにより、光バー１５の媒体搬送方向Ｙの露光長を例えば０．１２５ｍｍ程度にする。実際の装置では、発色ステーション１０での露光時間は、１５〜３０ｍｓｅｃ程度の中間の値が選択される。
【００６９】
又、１画素に相当する面積を発色させるのに必要なエネルギーは、例えば６０〜６００μＪ程度である。このエネルギー値は、可逆性感熱記録層２−２の光吸収熱変換材料の光吸収度、及び記録媒体２全体の熱移動特性にかかわっている。又、光強度に関しては、記録媒体２の光吸収波長に対して記録媒体２面上で約４０〜５０Ｗである。
【００７０】
次に、発色冷却工程である。
記録媒体２は、記録媒体搬送装置１によって媒体搬送方向Ｙに搬送されるので、発色ステーション１０から照射される光バー１５の露光位置からはずれ、発色冷却工程になる。この発色冷却工程において、自然冷却により記録媒体２の温度は、温度曲線Ｔｃ２−Ｔｃ３（１８０℃）−Ｔｃ４（１５０℃）に示すように温度Ｔｃ４（１５０℃）まで下降する。このとき冷却速度は、例えば−１００〜−２００℃／ｓｅｃ以上になるように設定される。
この発色冷却工程により濃度は、濃度曲線Ｄｃ３−Ｄｃ４により示す濃度Ｄｃ４まで変化する。濃度Ｄｃ３では最低濃度Ｄｃ０＝Ｄ０（０．２〜０．３）であり、濃度Ｄｃ４では最高濃度Ｄ１（１．０〜１．２）まで発色する。このときの濃度曲線Ｄｃ３−Ｄｃ４に示す濃度の時間変化曲線は、ロイコ染料と可逆性顕色剤との組あわせによる。図４おける発色開始時の濃度Ｄｃ３は、温度Ｔｃ３温度に相当し、例えば特許文献７は温度Ｔｃ１から発色する場合を開示する。いずれにしろ、発色状態を室温（２５℃）で保持するためには、所定の冷却速度が必要である。本装置は、発色開始条件に限定されるものではない。
【００７１】
次に、後冷却工程である。
記録媒体搬送装置１は、記録媒体２を一定速度で媒体搬送方向Ｙに搬送する。これにより、記録媒体２は、発色ステーション１０を通過し、消色ステーション２０に向かって搬送されて消色ステーション２０に到達し、さらに消色ステーション２０を通過する。このとき、記録媒体２は、画像書き換えの発色維持部分に対してレーザビーム２１ａにより露光が開始されず、発色状態が維持され後冷却工程となる。自然冷却により記録媒体２の温度は、温度曲線Ｔｃ４−Ｔｃ６に示すように温度Ｔｃ６（３０℃）まで下降する。これにより、濃度は、濃度Ｄｃ６まで最高濃度Ｄ１（１．０〜１．２）が維持され、後冷却工程が終了する。好ましくは本装置の利用効率上げるために、温度Ｔｃ６６（３０℃）まで冷却せずに、使用者が火傷することなく、かつ記録媒体２が熱変形しない温度４０〜６０℃で後冷却工程を終了する。
【００７２】
次に、低エネルギー消色工程について図５を参照して説明する。
図５は同装置による発色工程から消色工程までの流れを記録媒体の特性に基づいた温度・濃度と時間との関係図を示す。同図において温度曲線Ｔｃ０−Ｔｃ１−Ｔｃ２−Ｔｃ３−Ｔｃ４−Ｔｃ５−Ｔｅ１−Ｔｅ２−Ｔｅ３−Ｔｅ４は、温度一時間曲線を示す。濃度曲線Ｄｃ０−Ｄｃ３−Ｄｃ４−Ｄｅ１−Ｄｅ２−Ｄｅ４は、濃度−時間曲線を示す。濃度は、反射濃度を示す。図５において温度−時間曲線Ｔｃ０−Ｔｃ１−Ｔｃ２−Ｔｃ３−Ｔｃ４及び濃度−時間曲線Ｄｃ０−Ｄｃ３−Ｄｃ４までの発色工程すなわち発色冷却工程までは、上記図４に示す工程と同一工程なのでその説明は省略する。
【００７３】
先ず、消色前冷却工程である。
発色冷却工程の次に記録媒体２は、温度曲線Ｔｃ４−Ｔｃ５に示す温度Ｔｃ５（１１５℃）まで自然冷却される。温度Ｔｃ５は、消色可能温度帯域Ｓの下限に近い。この温度Ｔｃ５を一定に保つように発色ステーション１０でのライン露光位置と消色ステーション２０でのレーザビーム２１ａの走査露光位置との間の距離は、記録媒体２のどの部位でも一定である。従って、記録媒体２の搬送速度一定の条件で冷却時間も一定となる。
【００７４】
本実施の形態では、温度曲線Ｔｃ４−Ｔｃ５（１１５℃）までの範囲で消色が開始されない。温度曲線Ｔｃ４−Ｔｃ５は、消色可能温度帯域Ｓ（１２０〜１８０℃）内を通過しているが、消色可能な温度変化速度はゼロ以上であり、このとき温度変化速度は冷却中でありゼロ以下なので消色は開始されない。従って、温度Ｔｃ４＝Ｔｃ５＝最高濃度Ｄ１（１．０〜１．２）まで発色状態が維持される。すなわち消色可能温度帯域Ｓ（１２０〜１８０℃）内でかつ温度上昇時のみ、消色が開始される。
【００７５】
次に、消色前加熱工程である。
記録媒体２は、記録媒体搬送装置１の搬送動作によって消色ステーション２０に到達する。消色ステーション２０において半導体レーザ２１は、レーザビーム２１ａを出射する。この半導体レーザ２１から出射されたレーザビーム２１ａは、レーザ用集光光学系２２により記録媒体２上で合焦されて所定の直径を有するレーザビーム２１ａとして記録媒体２上に照射され、かつポリゴンミラー２３の一定の回転速度の回転により記録媒体２面上に走査される。
【００７６】
この状態で記録媒体２は、消色ステーション２０から出射されるレーザビーム２１ａによる露光位置に進入すると、消色前加熱工程となる。記録媒体２がレーザビーム１２ａにより露光されると、記録媒体２の温度は、図５に示すように温度曲線Ｔｃ５−Ｔｅ１に従ってＴｅ１（１２０℃）まで上昇する。このとき、記録媒体２は、消色可能温度帯域Ｓ（１２０〜１８０℃）に達していないので消色は開始されない。
【００７７】
次に、消色加熱工程である。
レーザビーム１２ａの照射による記録媒体２上の露光は続行する。記録媒体２の温度は、温度曲線Ｔｅ１−Ｔｅ２に示すように温度Ｔｅ２（１２５℃）まで上昇する。ここで、消色開始温度Ｔｅ１（１２０℃）以上で消色加熱工程となり、濃度は、濃度曲線Ｄｅ１−Ｄｅ２に示すように濃度Ｄｅ２まで変化する。濃度Ｄｅ１では最高濃度Ｄ１（１・０〜１・２）であり、温度Ｔｅ２では最低濃度Ｄ０（０．２〜０．３）で消色する。
【００７８】
このときの消色パターンは、画像様になっており、画像等のデータの背景部分が消色され、画像の書き換えが行われる。先の工程の消色前加熱工程における加熱開始温度Ｔｃ５は、消色可能温度帯域Ｓ（１２０〜１８０℃）の下限に近く、例えば９０〜１３０℃の範囲で設定される。従って、消色前加熱工程の開始からやや遅れて記録媒体２の消色が開始される。
【００７９】
消色前加熱工程と消色加熱工程とは、レーザビーム２１ａによる１画素に対する単位露光時間内での連続工程であり、記録媒体２の消色開始温度Ｔｅ１を基準に区分している。温度曲線Ｔｃ５−Ｔｅ２間の消色前加熱工程と消色加熱工程との総所要時間、すなわち消色ステーション２０の総露光時間は、例えば１〜１．３μｓｅｃ程度である。又、１画素を消色させるのに必要なエネルギーは、例えば２〜５μＪ程度である。このエネルギー値は、消色加熱開始温度の設定に大きく係り、さらに可逆性感熱記録層２−２の光吸収熱変換材料の光吸収度、及び記録媒体２全体の熱移動特性に係っている。
【００８０】
レーザビーム２１ａの記録媒体２面上での光強度は、例えば、２〜３Ｗ程度である。これにより小光強度のレーザビーム２１ａによる画像等のデータの書き換えができる。さらに、消色加熱開始温度、レーザビーム２１ａの形状、記録媒体２の特性等を最適化すると、光強度は、例えば０．２〜０．３Ｗ程度に設定することも可能である。この場合、消色可能温度の変化速度の範囲を、−２０℃〜０℃／ｓｅｃ程度に設定し、さらに、消色加熱開始温度を、温度Ｔｃ５を消色可能温度帯域Ｓ（１２０〜１８０℃）に設定する。このとき、温度変化速度が消色可能温度変化速度を満たしていれば、直ちに消色が開始される。これにより、消色前加熱工程を省略可能である。特に、消色可能温度変化速度の範囲が例えば−２０℃／ｓｅｃのように温度降下勾配である場合、消色加熱開始温度は、温度Ｔｃ５を例えば１２５〜１４０℃の範囲で設定し、消色前加熱工程を省略できる。
【００８１】
次に、後冷却工程である。
記録媒体２は、記録媒体搬送装置１の搬送動作によって消色ステーション２０を通過して消色ステーション２０から離れる。これにより、記録媒体２は、消色ステーション２０から出射される光バー１５による露光位置から外れて後冷却工程となる。この後冷却工程において、記録媒体２の温度は、自然冷却により温度曲線に示すようにＴｅ２−Ｔｅ３（１２０℃）−Ｔｅ４（４０℃）まで下降する。
【００８２】
このとき温度変化速度は、冷却中なのでゼロ以下であり、消色は開始されない。濃度は、Ｄｅ４まで最低濃度Ｄ０（０．２〜０．３）が維持され、後冷却工程が終了する。なお、好ましくは本装置の利用効率上げるために、温度Ｔｅ４（４０℃）まで冷却せずに、使用者が火傷することなく、かつ記録媒体２が熱変形しない温度４０〜６０℃で後冷却工程を終了する。
【００８３】
次に、本装置による画像等のデータの書き換えに対する比較例を説明する。
この比較例は、高エネルギーによる消色工程である。図６は比較例として消色加熱開始温度を室温付近Ｔ０（３０℃）とした場合における温度・濃度と時間との関係図を示す。この比較例は、消色ステーション２０の位置を例えば発色ステーション１０から十分な間隔をおいて設定する。すなわち、比較例は、消色ステーション２０と発色ステーション１０との間隔を本装置における消色ステーション２０と発色ステーション１０との間隔よりも長く設定する。
【００８４】
図６において曲線Ｔｃ０−Ｔｃ１−Ｔｃ２−Ｔｃ３−Ｔｃ４−Ｔｅ０−Ｔｅ１−Ｔｅ２−Ｔｅ３−Ｔｅ４は温度−時間曲線である。曲線Ｄｃ０−Ｄｃ３−Ｄｃ４−Ｄｅ０−Ｄｅ１−Ｄｅ２−Ｄｅ４は濃度一時間曲線である。濃度は、反射濃度を示す。温度−時間曲線Ｔｃ０−Ｔｃ１−Ｔｃ２−Ｔｃ３−Ｔｃ４及び濃度−時間曲線Ｄｃ０−Ｄｃ３−Ｄｃ４までの発色工程すなわち発色冷却工程までは上記工程と同一工程なのでその説明は省略する。
【００８５】
先ず、消色前加熱工程である。
消色加熱開始温度を室温付近Ｔｅ０（３５℃）とした場合、記録媒体２が消色ステーション２０から出力されるレーザビーム２１ａによる露光位置に進入することにより消色前加熱工程となる。記録媒体２がレーザビーム２１ａの照射を受けて露光されると、その温度は、温度曲線Ｔｅ０−Ｔｅ１に示すようにＴｅ１（１２０℃）まで上昇する。このとき、記録媒体２は、未だ消色可能温度帯域Ｓ（１８０〜１２０℃）に達していないので、消色は開始されない。
【００８６】
次に、消色加熱工程である。
レーザビーム２１ａによる露光が続行し、記録媒体１の温度は、温度曲線Ｔｅ１−Ｔｅ２に示すようにＴｅ２（１２５℃）まで上昇する。ここで、消色開始温度Ｔｅ１（１２０℃）以上で消色加熱工程となり、濃度は、濃度曲線Ｄｅ１−Ｄｅ２に示すように濃度Ｄｅ２まで変化する。温度Ｔｅ１では最高濃度Ｄ１（１．０〜１．２）であり、温度Ｔｅ２では最低濃度Ｄ０（０．２〜０．３）で消色する。このときの消色パターンは、画像様になっていて、画像等のデータの背景部分が消色されることにより、画像等のデータの書き換えが行われる。
【００８７】
温度曲線Ｔｅ０−Ｔｅ２間における消色前加熱工程と消色加熱工程との所要時間、すなわち消色ステーション２０の総露光時間は、例えば１〜１．３μｓｅｃ程度である。又、１画素を消色させるのに必要なエネルギーは、例えば２０〜４０μＪ程度である。レーザビーム２１ａの光強度は、例えば１５〜２０Ｗ程度である。従って、レーザビーム２１ａの走査条件を一定にし、総露光所要時間を本装置と同一にすると、消色加熱開始温度を室温付近にした場合、本装置のように消色可能温度帯域の下限に近く設定した低エネルギー消色工程の場合の１０程度のエネルギーを必要とする。このため、比較例は、高エネルギー消色工程となる。
【００８８】
次に、後冷却工程である。
記録媒体２は、消色ステーション２０から出射されるレーザビーム２１ａによる露光位置から外れて後冷却工程となる。自然冷却により記録媒体２の温度は、温度曲線Ｔｅ２−Ｔｅ３（１２０℃）−Ｔｅ４（４０℃）に示すようにＴｅ４（４０℃）まで下降する。このとき温度変化速度は、冷却中なのでゼロ以下であり、消色は開始されない。温度ＤＴｅ４まで最低濃度Ｄ０（０．２〜０．３）が維持され、後冷却工程が終了する。このように後冷却工程は、低エネルギー消色工程と同様である。
【００８９】
次に、第１の実施の形態の変形例について説明する。
【００９０】
記録媒体１の搬送速度が速い場合は、発色ステーション１０の光源として用いられているハロゲンランプ１１は、搬送速度に対応した高速のＯＮ／ＯＦＦができない。
【００９１】
そこで、周知のサーマルプリンタ、レーザビームプリンタ、インクジェットプリンタ等が使用している媒体搬送方向Ｙに対しての関係
記録媒体長＞有効画像長
を成立させるためには、光バー１５を高速でＯＮ／ＯＦＦするシャッタ等が必要になる。
【００９２】
簡易な装置としては、
記録媒体長Ｌ０＜有効発色長Ｌ１＜有効消色長Ｌ２
の関係が成り立つように発色ステーション１０及び消色ステーション２０による各露光タイミングが設定される。すなわち、記録媒体２の媒体搬送方向Ｙに対して両側端部まで発色及び消色を可能にする。但し、画像品質を保障する範囲は、記録媒体２の長Ｌ０よりも短くてよい。
【００９３】
発色ステーション１０は、ハロゲンランプ１１から出射された光線をライン状に形成した光バー１５を記録媒体２に照射して発色加熱しているが、これに限らず、記録媒体２に接触して発色加熱する接触加熱手段を用いてもよい。本装置は、消色ステーション２０における光源としての例えば半導体レーザ２１の低出力化を目的としているので、発色ステーション１０には、接触加熱手段を用いることが可能である。例えば、ハロゲンランプ１１を内蔵し、かつ表面をフッ素樹脂によりコーティングしたアルミニウム製のヒートローラ、又は発熱抵抗体を内蔵し、かつ表面をフッ素樹脂によりコーティングしたポリイミド製の移動可能な無端状耐熱性フィルム等が使用できる。これらヒートローラ及び無端状耐熱性フィルムは、回転若しくは移動するので、記録媒体２の表面との速度差はゼロである。これにより、例えばサーマルヘッドにより加熱する場合のように摺擦はなく、記録媒体２の表面に対するダメージは、サーマルヘッドを用いた加熱の場合に比べてはるかに小さい。
【００９４】
又、消色ステーション２０における発色加熱手段としては、半導体レーザや高輝度ＬＥＤをアレイ状に並べたもの、赤外線を放射する電気抵抗体、高周波加熱装置等が使用可能である。これにより、記録媒体２に対する画像等のデータの書き換えを複数回繰り返しても記録媒体２にダメージを与えることなく、記録媒体２の長寿命化を図れる。
【００９５】
このように上記第１の実施の形態によれば、記録媒体２に対して発色可能温度帯域に加熱し、この加熱後の冷却によって記録媒体２を一様に発色させ、次に、一様に発色した記録媒体２の温度が消色可能温度帯域内又は消色可能温度帯域外でかつ当該消色可能温度帯域の下限温度よりも所定温度低い温度帯域内のいずれか一方に低下したときに、記録媒体２を加熱して当該記録媒体２を画像様に消色する。これにより、安価で低出力な半導体レーザ２１を用い、高速で画像等の情報を記録媒体２に書き換え可能で、かつ大画角べた画像の記録を実現できる。
【００９６】
又、高速消色性を有する記録媒体２を用いてネガ画像形成を実現できる。すなわち、従来から記録媒体２を一様発色させた後、画像様に消色するネガ画像形成を採用した場合、画像様消色に必要な光エネルギーが減少することは知られていた。高速消色性を持たない可逆性感熱記録媒体に対しては、高速消色が出来ないために有効な画像様消色方法がなく、このため安価で高速のネガ画像形成を行う装置については開示されていなかった。これに対して本装置は、高速消色性を有し、さらに光熱変換機能を付加した光熱変換型可逆性感熱記録媒体２を採用することにより、安価で高速のネガ画像形成を実現できる。
【００９７】
画像形成用の光源として安価で低出力な半導体レーザ２１を用い、さらに、高速消色性を有する可逆性感熱記録媒体２の少ない熱エネルギーの授受で瞬時に発色状態から消色状態に転移することができるという特性を利用し、消色可能温度帯域の下限に近くに消色加熱開始温度を設定することにより、より一層の画像様のパターン形成用光源の低出力化を図ることができる。
【００９８】
従来のサーマルヘッドによる加熱では、画像形成速度が速くなるに従って大きな投入電力が必要である。このため、サーマルヘッド全体の温度が上昇し、通電をパルス制御に従ってＯＦＦしたとしても、記録媒体２とサーマルヘッドとが接触している限り、サーマルヘッドの熱容量に応じて保持される熱が記録媒体２の搬送方向前方に伝達され、記録媒体２の冷却速度が遅くなる。
【００９９】
これに対し本装置のようにレーザビーム２１ａを用いる加熱方式では、パルス制御に従ったサーマルヘッドと比較して例えば１／１０００程度の短い加熱時間でかつ非接触で消色することが可能であり、一定の冷却速度が保障される。これにより、本装置によれば、消色可能温度帯域の下限に近くに消色加熱開始温度を設定するので、一定の安定した冷却速度が保障され、非接触加熱による画像様消色が好適となる。
【０１００】
ネガ画像形成による大画角べた画像の記録が実現可能である。すなわち、レーザビーム２１ａの光強度はガウス分布している。記録媒体２の消色温度帯域が発色温度帯域よりも低いので、レーザビーム２１ａのガウス分布の裾の部分が前回の発色域に掛かり、ガウス分布の裾の小さい光強度域でも消色してしまう場合がある。又は、記録媒体２の熱伝導でも前回の発色域が消色条件を満たしてしまう場合もある。このような理由により露光の近接による前画像消色が発生し、従来装置では、大画角べた画像の実現が困難であった。これに対して本装置は、ネガ画像形成であり、画像パターンの形成が消色によるので、本質的に露光の近接による前画像消色は発生しない。
【０１０１】
上記第１の実施形態は、画像形成用の半導体レーザ２１等の光源の低出力化、すなわち画像様消色に使用する半導体レーザ２１の低出力化、低価格化を実現できる。レーザ光源に高出力・高価格のものを使用すれば、従来のサーマルヘッドを使用した装置で実現困難であった高速の画像書換装置が提供できる。例えば２〜３Ｗ程度レーザ光源を使用すれば、幅１００ｍｍの画像を７６０ｍｍ／ｓｅｃ程度の媒体搬送速度で消色により画像形成が可能である。又は媒体搬送速度をそれほど速くせずに、大画幅の画像形成に適する画像書換装置の提供が可能になる。
【０１０２】
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１及び図２と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
図７は画像書換装置の基本構成図を示し、図８は同装置の概略斜視図を示す。
【０１０３】
具体例としては、幅１００ｍｍの画像を例えば３８０ｍｍ／ｓｅｃ程度の媒体搬送速度で、例えば０．１２５ｍｍ×０．１２５ｍｍの画素で画像形成するものとする。
【０１０４】
発色ステーション１０は、上記第１の実施の形態における発色ステーション１０と基本的に同一であり、相違するところは、集光光学系１４が媒体搬送方向Ｙの露光長を例えば０．７２５ｍｍとなるように変更した点である。
【０１０５】
この変更は、媒体搬送速度５倍に対して媒体搬送方向Ｙの露光長を５倍の０．７２５ｍｍとし、発色前の加熱所要時間を上記第１の実施の形態と同一の１．５〜３．０ｍｓｅｃ程度に設定し、上記第１の実施の形態と同一の例えば消費電力２５０〜５００Ｗ程度のハロゲンランプ１１を使用できるようにするためのである。又、媒体搬送方向Ｙの露光長を０．１２５ｍｍ程度にすると、単純に媒体搬送速度が上記第１の実施の形態の５倍になるので、ハロゲンランプ１１の出力は、例えば消費電力１２５０〜２５００Ｗ程度必要となる。しかるに、ハロゲンランプ１１の入力電源は、例えば１４４〜２５０ＶＡＣ電源が必要になる。
【０１０６】
消色系としての消色ステーション（以下、レーザアレイモジュールと称する）３０が記録媒体搬送装置１の上方で、かつ発色ステーション１０の下流側に設けられている。このレーザアレイモジュール３０は、半導体レーザアレイ３１と、レーザアレイ用集光光学系３２とを有する。半導体レーザアレイ３１は、光エネルギーとして例えば波長８０８ｍｍ又は８３０ｍｍの単位レーザビーム３３を出力する複数の半導体レーザチップ、例えば８００個の半導体レーザチップをライン状に配列して成る。半導体レーザアレイ３１は、ライン露光方向Ｘと同一方向に配置されている。半導体レーザアレイ３１の複数のレーザ素子の配列方向をアレイ集積方向Ｘと称する。
【０１０７】
レーザアレイ用集光光学系３２は、半導体レーザアレイ３１の各レーザ素子から出力された各単位レーザビーム３３をライン状に成形し、レーザビームアレイ３４として記録媒体２に照射する。なお、半導体レーザアレイ３１の各レーザ素子は、レーザレイドライバ３５によって個別に駆動される。
【０１０８】
具体的にレーザアレイジュール３０は、例えば幅１００ｍｍの画像等のデータで画素の大きさを例えば０．１２５ｍｍ×０．１２５ｍｍとすると、アレイ集積方向Ｘに各単位レーザビーム３３を例えば８００個並べてレーザビームアレイ３４を形成する。このレーザビームアレイ３４は、上記の如くレーザレイドライバ３５により個別に制御可能で、パルス幅に従ったＯＮ／ＯＦＦ制御、パワー変調等が可能である。
【０１０９】
記録媒体２の面上における１つの単位レーザビーム３３の大きさ及びその形状は、次の通りである。例えば単位レーザビーム３３が円形の場合、ビーム径は、記録媒体２面上において例えば０．１２５〜０．１８０ｍｍ程度である。又、単位レーザビーム３３が楕円形の場合、ビーム径は、ライン露光方向Ｘで例えば０．１３０〜０．１８０ｍｍ程度、媒体搬送方向Ｙで例えば０．０４〜０．０９ｍｍ程度である。
【０１１０】
記録媒体２の面上における１つの単位レーザビーム３３の光強度は、例えば５０〜７０ｍＷ程度必要である。これにより、レーザアレイモジュール３０の全体では、例えば４０〜５６Ｗ程度の光出力が必要である。又、レーザアレイドライバ３５により半導体レーザアレイ３１を周知の時分割駆動を行う場合、例えば、単位レーザビーム３３の駆動時間を３分の１とし、逆に１つの単位レーザビーム３３の光強度を例えば１５０〜２１０ｍＷ程度とする。このときもレーザレイモジュール３０の全体での光出力の４０〜５６Ｗを保持し、単位記録面積当たりに必要なエネルギーを確保している。
上記第１の実施の形態と同様に、消色加熱開始温度を消色温度帯域Ｓの下限近傍、例えば温度差１〜５℃に設定すれば、好条件下では単位レーザビーム３３の出力を例えば５〜７ｍＷ程度することが可能である。
【０１１１】
次に、上記の如く構成された装置による画像等のデータの書き換えの動作について説明する。
記録媒体搬送装置１上に記録媒体２が載置される。この記録媒体搬送装置１は、記録媒体２を一定速度で媒体搬送方向Ｙに搬送する。
発色ステーション１０において、上記第１の実施の形態と同様に、ハロゲンランプ１１が光線を出射すると、この光線は、反射膜１３で反射した光線を含めてハロゲンランプ用集光光学系１４に入射する。このハロゲンランプ用集光光学系１４は、ハロゲンランプ１１から出射された光線をレンズにより記録媒体２上に合焦し、媒体搬送方向Ｙにおける幅が狭いライン状の光バー１５に形成して記録媒体２上をライン露光する。これにより、記録媒体２は、所定の有効発色幅Ｗ１の全幅において発色する。このとき記録媒体２の前回の使用で記録された前記録画像２ａは、一様発色画像２ｂに形成される。
【０１１２】
記録媒体搬送装置１は、記録媒体２を一定速度で媒体搬送方向Ｙに搬送する。これにより、記録媒体２は、発色ステーション１０を通過し、レーザアレイモジュール３０に向かって搬送されてレーザアレイモジュール３０に到達し、さらにレーザアレイモジュール３０を通過する。
【０１１３】
レーザアレイモジュール３０における半導体レーザアレイ３１は、例えば８００個の半導体レーザチップからそれぞれ例えば波長８０８ｍｍ又は８３０ｍｍの単位レーザビーム３３を出力する。レーザアレイ用集光光学系３２は、半導体レーザアレイ３１の各半導体レーザチップから出力された各単位レーザビーム３３をライン状に成形し、レーザビームアレイ３４として記録媒体２に照射する。このレーザビームアレイ３４は、媒体搬送方向Ｙに対して略直角なアレイ集積方向Ｘに沿って記録媒体２に照射される。
【０１１４】
これにより、記録媒体２上の所定の有効消色幅Ｗ２において、一様発色した記録媒体２の必要な部分が画像様に消色される。すなわち記録媒体２上の一様発色画像２ｂは、画像等のデータの背景部に相当する部分が消色され、求められている現在の記録画像２ｃに形成される。
【０１１５】
本実施の形態における発色工程から消色工程の記録媒体２上の温度及びの濃度の変化は、上記第１の実施の形態における発色工程から消色工程の説明で用いた図５に示す温度・濃度曲線−時間の関係図における温度−時間曲線Ｔｃ０−Ｔｃ１−Ｔｃ２−Ｔｃ３−Ｔｃ４−Ｔｃ５−Ｔｅ１−Ｔｅ２−Ｔｅ３−Ｔｅ４と、濃度−時間曲線Ｄｃ０−Ｄｃ３−Ｄｃ４−Ｄｅ１−Ｄｅ２−Ｄｅ４と基本的に同一である。但し、画像形成速度が５倍になるので、温度曲線Ｔｃ０−Ｔｃ１−Ｔｃ２間の発色前加熱所要時間は、５分の１の３〜６ｍｓｅｃ程度になる。又、消色工程は、レーザビーム２１ａの走査から固定配置された半導体レーザアレイ３１からのレーザビームアレイ３４の照射になるので、温度曲線Ｔｃ５−Ｔｅ２間の消色加熱所要時間は、半導体レーザアレイ３１の各半導体レーザチップを時分割駆動を行わない条件で例えば０．３〜０．６ｍｓｅｃ程度になる。
【０１１６】
次に、第２の実施の形態の変形列について説明する。
超高速化を実現するためにレーザアレイモジュール３０の単位レーザビーム３３の出力を例えば１００〜２００ｍＷ程度とし、消色加熱開始温度を消色温度帯域Ｓの下限近傍に設定すれば、例えば７６０〜１５２０ｍｍ／ｓｅｃの媒体搬送速度（画像形成速度）を達成できる可能性を有する。この場合、発色ステーション１０においてもハロゲンランプ１１を複数使用する必要がある。
【０１１７】
レーザアレイモジュール３０の代わりに高輝度ＬＥＤアレイモジュールを使用することが可能である。このような高輝度ＬＥＤアレイモジュールでは、媒体搬送速度（画像形成速度）を例えば７６ｍｍ／ｓｅｃ程度に設定すれば、光源の低出力化が可能で、高輝度ＬＥＤアレイを使用したモジュールの使用が可能である。この場合、例えば、単位ビーム３３当たり例えば３〜１５ｍＷ程度の出力が必要とされる。
【０１１８】
このように上記第２の実施の形態によれば、半導体レーザアレイ３１と、レーザアレイ用集光光学系３２とを有するレーザアレイモジュール３０を設け、半導体レーザアレイ３１の複数の半導体レーザチップから出力される複数の単位レーザビーム３３をレーザアレイ用集光光学系３２によってライン状に成形し、レーザビームアレイ３４として記録媒体２に照射する。これにより、上記第１の実施の形態の効果と同様の効果を奏することは言うまでもなく、さらに上記第１の実施の形態の５倍の例えば３８０ｍｍ／ｓｅｃ程度の媒体搬送速度（画像形成速度）を達成できる。複数の単位レーザビーム３３の出力をより大きな出力のものにすれば、更なる高速化が可能である。
【０１１９】
画像書換装置の大画角化の画像形成速度のさらなる高速化には、発色ステーション１０におけるハロゲンランプ１の出力が不足する。このため実用上は、例えば画像幅１００ｍｍでの高速化よりも大画角化の画像書換装置の方が実現が容易で単位時間当たりの画像形成面積が大きくなる。例えば３８０ｍｍ／ｓｅｃの媒体搬送速度（画像形成速度）で幅３００ｍｍの画像を形成する場合、例えば７５０〜１５００Ｗ（電源１００〜１２０ＶＡＣ）のハロゲンランプが容易に入手可能である。この場合、単位時間当たりの画像形成面積は、例えば幅１００ｍｍの画像形成時の３倍になる。さらに、レーザアレイモジュール３０は、３２：レーザアレイ用集光光学系３２やレーザレイドライバ３５等を備えてユニット化されている。これにより、レーザアレイモジュール３０は、画像幅の大きな画像書換装置にも容易に設置できる。
【０１２０】
次に、本発明の第３の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１及び図２と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
図９は画像書換装置の基本構成図を示し、図１０は同装置の概略斜視図を示す。記録媒体２は、記録媒体２の貼付済みのコンテナ４０の表面上に張り付いている。このコンテナ４０は、図示されていない移送系によって画像形成開始時に所定の画像形成位置に移送されて位置決めされて設置され、画像形成終了時に当該画像形成位置から他の位置に移送される。
【０１２１】
発色消色ステーション５０が画像形成開始時に移送されたコンテナ４０の上方に配置されている。この発色消色ステーション５０は、発色系としての第１の半導体レーザ５１と、消色系としての第２の半導体レーザ５２とを有する。
第１の半導体レーザ５１は、発色用の第１のレーザビーム５１ａを出力する。この第１の半導体レーザ５１から出力される第１のレーザビーム５１ａの光路上には、発色用レーザ集光光学系５３が配置されている。この発色用レーザ集光光学系５３は、第１の半導体レーザ５１から出力された第１のレーザビーム５１ａを後述する偏光ビームスプリッタ５４と２次元走査系６０とを介して記録媒体２上で合焦し、かつ所定の直径を有する発色用レーザビーム５５として記録媒体２上に照射し、記録媒体２を露光する。
【０１２２】
第２の半導体レーザ５２は、消色用の第２のレーザビームを出力する。この第２の半導体レーザ５２から出力される第２のレーザビーム５２ａの光路上には、消色用レーザ集光光学系５６が配置されている。この消色用レーザ集光光学系５６は、第２の半導体レーザ５２から出力された第２のレーザビーム５２ａを後述する偏光ビームスプリッタ５４と２次元走査系６０とを介して記録媒体２上で合焦し、かつ所定の直径を有する消色用レーザビーム５７として記録媒体２上に照射し、記録媒体２を露光する。
【０１２３】
第１の半導体レーザ５１から出力される第１のレーザビーム５１ａの光路と第２の半導体レーザ５２から出力される第２のレーザビーム５２ａの光路との交点上には、偏光ビームスプリッタ５４が設けられている。
【０１２４】
第１のレーザビーム５１ａと第２のレーザビーム５２ａとは、直線偏光で互いに直交しているため、偏光ビームスプリッタ５４によって、所定の間隔で第１のレーザビーム５１ａと第２のレーザビーム５２ａが合成される。
【０１２５】
２次元走査系６０は、第１の半導体レーザ５１から出力された第１のレーザビーム５１ａを記録媒体２上に走査して当該記録媒体２を一様に発色させ、かつ第２の半導体レーザ５２から出力された第２のレーザビーム５２ａを記録媒体２上に走査して当該記録媒体２を画像様に消色する。
この２次元走査系６０は、２次元ガルバノミラー６１と、高速走査回転軸６２と、低速走査回転軸６３とから成り、図示していない電磁駆動コイル等の駆動機構により２つの回転方向に独立に振動する。高速走査回転軸６２は、２次元ガルバノミラー６１を回転方向ωｘに高速で回転させて第１のレーザビーム５１ａ及び第２のレーザビーム５２ａをＸ方向に高速走査する。低速走査回転軸６３は、２次元ガルバノミラー６１を回転方向ωｙに低速で回転させて第１のレーザビーム５１ａ及び第２のレーザビーム５２ａをＹ方向に低速走査する。２次元ガルバノミラー６１は、高速走査回転軸６２と低速走査回転軸６３との２軸の回転運動の組合せにより記録媒体２上の有効画像形成範囲に発色用レーザビーム５５と消色用レーザビーム５７とをラスター走査する。
【０１２６】
この場合、２次元走査系６０は、第２のレーザビーム５２ａを記録媒体２上に走査する前に、第１のレーザビーム５１ａを記録媒体２上に走査する。
【０１２７】
しかるに、２次元走査系６０は、第１のレーザビーム５１ａを記録媒体２上に走査した後、上記図５に示すように記録媒体２の温度が消色可能温度帯域Ｓ内又は消色可能温度帯域Ｓ外でかつ当該消色可能温度帯域Ｓの下限温度よりも所定温度低い温度帯域内のいずれか一方に低下した時点で、第２のレーザビーム５２ａを記録媒体２上に走査する。
【０１２８】
従って、記録媒体２上の第１のレーザビーム５１ａの走査位置と第２のレーザビーム５２ａの走査位置とは、低速走査方向Ｙに間隔Ｈだけ離れている。この間隔Ｈは、第１のレーザビーム５１ａを記録媒体２上に走査した時点と、上記図５に示すように記録媒体２の温度が消色可能温度帯域Ｓ内又は消色可能温度帯域Ｓ外でかつ当該消色可能温度帯域Ｓの下限温度よりも所定温度低い温度帯域内のいずれか一方に低下してから第２のレーザビーム５２ａを記録媒体２上に走査する時点との時間差に対応し、第１のレーザビーム５１ａ及び第２のレーザビーム５２ａを記録媒体２上の低速走査方向Ｙに走査するときの走査速度に応じて決定される。
【０１２９】
具体的に、発色消色ステーション５０における第１の半導体レーザ５１は、例えば波長８０８ｍｍ又は８３０ｍｍの第１のレーザビーム５１ａを出力し、かつ記録媒体２の面上で例えば光強度２０〜３０Ｗ程度を有する。一方、第２の半導体レーザ５２は、例えば波長８０８ｍｍ又は８３０ｍｍの第２のレーザビーム５２ａを出力し、かつ記録媒体２の面上で例えば光強度０．２〜０．３Ｗ程度を有する。
【０１３０】
偏光ビームスプリッタ５４から出射された第１のレーザビーム５１ａと第２のレーザビーム５２ａとは、２次元ガルバノミラー６１で反射して記録媒体２上で合焦する。このとき、第１のレーザビーム５１ａは、楕円形に形成され、高速走査方向Ｘのビーム径が例えば４〜１０ｍｍ程度、低速走査方向Ｙのビーム径が例えば０．１３０〜０．１８０ｍｍ程度である。一方、第２のレーザビーム５２ａは、楕円形に形成され、高速走査方向Ｘのビーム径が例えば０．０４〜０．０９ｍｍ程度、低速走査方向Ｙのビーム系が例えば０．１３０〜０．１８０ｍｍ程度である。
【０１３１】
又、発色用レーザビーム５５と消色用レーザビーム５７とは、低速走査方向Ｙの中心軸が一致し、高速走査方向Ｘの中心軸間隔すなわち間隔Ｈが例えば２画素分０．２５ｍｍ離れている。高速走査速度は、例えば６２．５ｍ／ｓｅｃ程度である。高速走査方向Ｘのライン形成周期は、例えば３．３ｍｓｅｃ程度である。従って、低速走査速度は、例えば３９ｍｍ／ｓｅｃ程度である。ゆえに、発色用レーザビーム５５と消色用レーザビーム５７との露光時間の間隔は、例えば６．６ｍｓｅｃ程度になる。これにより、発色用レーザビーム５５が低速走査方向Ｙで消色用レーザビーム５７に対して例えば２画素分０．２５ｍｍ先行する位置にある。
【０１３２】
図９及び図１０に示すように単純な２次元ガルバノミラー６１を用いた２次元走査系６０は、発色用レーザビーム５５と消色用レーザビーム５７との露光時間の間隔が一定でない。この場合、走査速度が一定になるように公知のｆθレンズ等を用いた光学系を付加する。又、発色用レーザビーム５５と消色用レーザビーム５７との露光時間の間隔が異なっても記録媒体２の温度変化速度が一定になるように公知のレーザ発光パルス幅変調やレーザ発光パワー変調等を用いて発色用レーザビーム５５と消色用レーザビーム５７との露光エネルギーを調整する。
【０１３３】
次に、発色用レーザビーム５５の長焦点深度化について説明する。上記第１及び第２の実施の形態における発色ステーション１０は、光源としてハロゲンランプ１１を使用するので、集光光学系の横倍率を１以下に設定するため、焦点深度を深くすることができない。このため、例えば記録媒体２の表面のうねりが大きいと、この記録媒体２上に光バー１５を合焦することが困難であった。
これに対して第３の実施の形態は、発色用レーザビーム５５を低速走査方向Ｙに消色用レーザ光ビーム５７に対して光学系の横倍率を例えば１０程度にとることができるので、比較的大きな焦点深度得ることができる。
【０１３４】
光学系の横倍率を例えば１０程度すると、発色用レーザ集光光学系５３と記録媒体２との間隔、及び消色用レーザ集光光学系５６と記録媒体２との間隔をそれぞれ長くすることができる。これによって、大画角の記録媒体２に対しても２次元走査ミラー６１の位置を、記録媒体２の表面から所定の距離だけ離して設置することにより２次元走査が可能になる。
【０１３５】
次に、発色用レーザビーム５５について説明する。発色用レーザビーム５５は、大きな露光面積を形成することが可能である。すなわち、発色用レーザビーム５５は、高速走査方向Ｘのビーム径が例えば４〜１０ｍｍ程度であり、低速走査方向Ｙのビーム系が例えば０．１３０〜０．１８０ｍｍ程度であり、消色用レーザビーム５７と比較して大きな露光面積を有する。これにより、発色用レーザビーム５５は、光強度２０〜３０Ｗを分散し、単位面積当たりの光強度を発色用レーザビーム５５の１０倍程度にしている。これは高出力のレーザビームを使用すると、光吸収熱変換材料やその周囲が３００〜４００℃以上になり、光吸収熱変換材料や他の可逆性感熱記録媒体を構成する材料を熱分解・溶融する恐れがあるためである。
【０１３６】
発色用レーザビーム５５は、長い露光時間を有することが可能である。この発色用レーザビーム５５の露光時間は、例えば６４〜１６０μｓｅｃ程度であり、消色用レーザビーム５７の露光時間の２〜２．６μｓｅｃと比較して長くなっている。これは、十分な光強度の発色用レーザビーム５５を用い、所要の露光時間で記録媒体２の全体を温度上昇せしめ、発色可能温度帯域Ｋの下限以上か、又は消色可能温度帯域Ｓの上限以上に、発色後の記録媒体２の温度を保持する必要があるためである。
【０１３７】
このような設定により発色用レーザビーム５５のガウス分布の裾の部分は、前ラインの発色域を再露光しても、その再露光部分が発色可能温度帯域Ｋの下限以上か、又は消色可能温度帯域Ｓの上限以上の温度になっているので、再露光により前ラインの発色域が消色されることはない。
第１の半導体レーザ５１は、マルチモード、光源の出光幅が広い０．１〜１程度に対応している１０ｍｍ程度のものを使用できる。第１の半導体レーザ５１は、露光パターンが長径のものに対応できる。
【０１３８】
次に、上記の如く構成された装置による画像等のデータの書き換えの動作について説明する。ここでは、具体例としては、幅１００ｍｍの画像を例えば３８ｍｍ／ｓｅｃ程度の媒体搬送速度で、例えば０．１２５ｍｍ×０．１２５ｍｍの画素で画像形成するものとする。
【０１３９】
発色消色ステーション５０における第１の半導体レーザ５１は、発色用の第１のレーザビーム５１ａを出力する。この第１のレーザビーム５１ａは、発色用レーザ集光光学系５３、偏光ビームスプリッタ５４を通って２次元走査系６０に入射する。これと共に、第２の半導体レーザ５２は、消色用の第２のレーザビーム５２ａを出力する。この第２のレーザビーム５２ａは、消色用レーザ集光光学系５６、偏光ビームスプリッタ５４を通って２次元走査系６０に入射する。
【０１４０】
この２次元走査系６０では、２次元ガルバノミラー６１を高速走査回転軸６２により回転方向ωｘに高速で回転させて第１のレーザビーム５１ａ及び第２のレーザビーム５２ａをＸ方向に高速走査し、これと同時に、２次元ガルバノミラー６１を低速走査回転軸６３により回転方向ωｙに低速で回転させて第１のレーザビーム５１ａ及び第２のレーザビーム５２ａをＹ方向に低速走査する。これにより、２次元ガルバノミラー６１は、高速走査回転軸６２と低速走査回転軸６３との２軸の回転運動の組合せにより記録媒体２上の有効画像形成範囲に発色用レーザビーム５５と消色用レーザビーム５７とをラスター走査する。
【０１４１】
この２次元ラスター走査は、例えば、Ｙ方向への低速走査を一定速度、Ｘ方向への高速走査を一定速度又はサインカーブに従う速度分布で行い、ＸＹ方向の両走査とも２次元ガルバノミラー６１による走査を想定し往路のみで露光する。Ｘ方向の高速走査で往路のみの露光を採用したのは、記録媒体２の温度変化速度をできるだけ一定になるようにするためである。発色用レーザビーム５５と消色用レーザビーム５７との光出力を制御する場合には、往復での露光も可能である。
【０１４２】
又、２次元ラスター走査するとき、第１の半導体レーザ５１から出力された第１のレーザビーム５１ａは、発色用レーザ集光光学系５３により記録媒体２上に合焦される。これにより、第１のレーザビーム５１ａは、所定の直径を有する発色用レーザビーム５５として記録媒体２上に照射され、記録媒体２を露光する。これと共に、第２の半導体レーザ５２から出力された第２のレーザビーム５２ａは、消色用レーザ集光光学系５６により記録媒体２上に合焦される。これにより、第２のレーザビーム５２ａは、所定の直径を有する消色用レーザビーム５７として記録媒体２上に照射され、記録媒体２を露光する。
【０１４３】
すなわち、２次元走査系６０は、第１のレーザビーム５１ａを記録媒体２上に走査した後、上記図５に示すように記録媒体２の温度が消色可能温度帯域Ｓ内又は消色可能温度帯域Ｓ外で、かつ当該消色可能温度帯域Ｓの下限温度よりも所定温度低い温度帯域内のいずれか一方に低下した時点で、第２のレーザビーム５２ａを記録媒体２上に走査する。
しかるに、２次元走査系６０は、第１の半導体レーザ５１から出力された第１のレーザビーム５１ａを発色用レーザビーム５５として記録媒体２上に走査して当該記録媒体２を一様に発色させ、この後、第２の半導体レーザ５２から出力された第２のレーザビーム５２ａを消色用レーザビーム５７として記録媒体２上に走査して当該記録媒体２を画像様に消色する。
【０１４４】
本実施の形態における発色工程から消色工程の記録媒体２上の温度及びの濃度の変化は、上記第１の実施の形態における発色工程から消色工程の説明で用いた図５に示す温度・濃度曲線−時間の関係図における温度−時間曲線Ｔｃ０−Ｔｃ１−Ｔｃ２−Ｔｃ３−Ｔｃ４−Ｔｃ５−Ｔｅ１−Ｔｅ２−Ｔｅ３−Ｔｅ４と、濃度−時間曲線Ｄｃ０−Ｄｃ３−Ｄｃ４−Ｄｅ１−Ｄｅ２−Ｄｅ４と基本的に同一である。但し、画像形成速度の変更に対応して温度Ｔｃ０−Ｔｃ１−Ｔｃ２間の発色前の加熱所要時間は、例えば６４〜１６０μｓｅｃ程度になる。又、温度Ｔｃ５−Ｔｅ２間の消色前加熱工程と消色加熱工程との総所要時間は、例えば２〜２．６μｓｅｃ程度になる。
【０１４５】
このように上記第３の実施の形態によれば、発色系としての第１の半導体レーザ５１と、消色系としての第２の半導体レーザ５２とを有し、２次元走査系６０によって第１の半導体レーザ５１から出力された第１のレーザビーム５１ａを記録媒体２上に走査して当該記録媒体２を一様に発色させ、かつ第２の半導体レーザ５２から出力された第２のレーザビーム５２ａを記録媒体２上に走査して当該記録媒体２を画像様に消色する。これにより、上記第１の実施の形態の効果と同様の効果を奏することは言うまでもなく、さらに次のような効果を奏することができる。
【０１４６】
記録媒体２の表面のうねりに対応可能である。すなわち、第３の実施の形態では、光学系の横倍率を例えば１０程度にとることができるので、比較的大きな焦点深度得ることができる。これにより、コンテナ４０の表面に貼り付けられた記録媒体２のような表面のうねりの大きいのもに対しても合焦することが容易である。さらに、発色及び消色用光源がコンパクトに纏めることができるので、発色用レーザ集光光学系５３及び消色用レーザ集光光学系５６の各位置を制御してオートフォーカス機能を付加することが容易であり、より大きな記録媒体２の表面のうねりに対応できる。
【０１４７】
移動する記録媒体２に対応可能である。すなわち、発色用レーザ集光光学系５３及び消色用レーザ集光光学系５６と記録媒体２との間の距離を長くすることができるので、記録媒体２の表面に対する２次元走査が可能である。これにより、移動するコンテナ４０の表面に貼り付けられた記録媒体２に対しても、２次元走査の速度をコンテナ４０の移動速度に追随させ、反射ミラーからの距離の変化にオートフォーカス機能で対応することにより、コンテナ４０を移動したままで、記録媒体２の画像等のデータの書き換えが可能になる。これは物流関係において、本装置の用途を画期的に広めることができる。
【０１４８】
なお、２次元走査系６０としては、例えば１次元ガルバノミラーを２つ使用したものも使用可能である。
【０１４９】
次に、本発明の第４の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１及び図２と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
図１１は画像書換装置の基本構成図を示し、図１２は同装置の概略斜視図を示す。本装置は、冷却系としての片側冷却モジュール７０を備える。この片側冷却モジュール７０は、上記第１及び第２の実施の形態における発色ステーション１０のライン状加熱手段、特にハロゲンランプ１１を光源とした一様加熱手段に対して発色冷却工程における記録媒体２における加熱された部分の自然冷却を補完するための強制冷却手段として機能し、より確実な発色を実現させる。すなわち、片側冷却モジュール７０は、発色ステーション１０により発色可能温度帯域Ｓに加熱された記録媒体２の部分を強制的に冷却するもので、記録媒体２に対して冷却媒体として例えば冷却用空気７１を噴出する例えば１つの冷却ノズル７２を備える。
【０１５０】
この冷却ノズル７２は、光バー１５と消色ステーション２０の露光位置との間で、かつ光バー１５から所定の間隔をおいて設けられている。この冷却ノズル７２は、記録媒体２上に対してライン露光方向Ｘの全幅に渡って冷却用空気７１を噴出し、光バー１５による発色前加熱工程に引き続く発色冷却工程を強制冷却で制御する。
【０１５１】
又、片側冷却モジュール７０は、発色冷却工程に引き続く消色ステーション２０の消色冷前却工程に対しても強制冷却を施し、消色加熱開始温度の安定的を実現する。又、ライン露光方向Ｘの関係は、噴出した冷却用空気７１の気流のライン露光方向Ｘへの広がり、又ライン露光方向Ｘへの熱伝導を考慮して、
有効冷却幅Ｗ３＞有効露光幅Ｗ１＝有効発色幅Ｗ１
に設定されている。
【０１５２】
具体的に、片側冷却モジュール７０は、冷却ノズル７２に対して空気供給系配管７３を介して給気ポンプ７４が接続されている。この給気ポンプ７４は、できるだけ低温の空気を取り入れるために本装置の内部のからではなく直接外気を取り込み、取り込んだ空気を所定の圧力まで加圧し、冷却用空気７１として空気供給系配管７３を通して冷却ノズル７２に供給する。
【０１５３】
発色ステーション１０は、ハロゲンランプハウス７５によって囲まれている。このハロゲンランプハウス７５は、上端及び下端がそれぞれ開口されている。ハロゲンランプハウス７５の上端には、吸引機構としての排気ファン７６が設けられている。この排気ファン７６は、記録媒体２に対して噴出された冷却用空気７１を吸引し、発色ステーション１０による記録媒体２の加熱部分への直接の冷却用空気７１の流入を防止する。又、排気ファン７６は、記録媒体２に対して噴出された冷却用空気７１を発色ステーション１０内に通して当該発色ステーション１０を冷却しながら吸引する。
【０１５４】
冷却ノズル７２から噴出された冷却用空気７１の気流は、発色前加熱工程後の記録媒体２上に衝突し、記録媒体２を強制冷却する。このとき冷却用空気７１の気流７７は、光バー１５の露光部位まで到達して当該露光部位を冷却しないようする必要がある。このため、冷却ノズル７２の付近から光バー１５の露光部位にかけての所定エリアは、排気ファン７６による周囲気圧より負圧状態になっている。これにより、冷却用空気７１の気流７７は、光バー１５の露光部位に到達する前に、ハロゲンランプハウス７５内に吸引される。
【０１５５】
冷却用空気７１の気流７７は、ハロゲンランプハウス７５内を下端から上端に向かって流れ、ハロゲンランプ用集光光学系１４及びハロゲンランプ１１を冷却し、この後、排気ファン７６によりハロゲンランプハウス７５の上端から本装置の外部に排出される。
【０１５６】
ハロゲンランプ用集光光学系１４に光学レンズを使用した場合、ハロゲンランプ１１からの赤外線放射で光学レンズの温度が上昇し、歪みが発生する。ハロゲンランプハウス７５内を流れる気流７７は、ハロゲンランプ用集光光学系１４の光学レンズの温度上昇を防止して良好な集光特性を維持する。又、ハロゲンランプ１１は最高使用温度が規定されているので、ハロゲンランプハウス７５内に流れる気流７７によりハロゲンランプ１１を冷却する。なお、ハロゲンランプ用集光光学系１４及びハロゲンランプ１１の冷却に必要な空気流入量を確保するために、冷却ノズル７２から噴出された冷却用空気７１だけではなく、本装置の外部及び内部から取り入れた空気を例えばハロゲンランプハウス７５内に取り込りこむことが可能である。
【０１５７】
冷却ノズル７２から噴出された冷却用空気７１は、温度が低いほど記録媒体２から多くの熱を奪うことが可能である。これにより、冷却用空気７１の温度は、低くすることが必要である。給気ポンプ７４により十分に加圧された空気は、冷却ノズル７２から噴出する際に断熱膨張によりその温度が低減する。冷却用空気７１の温度を低くするためには、例えば給気ポンプ７４から冷却ノズル７２に至る空気供給系配管７３等を含む経路、又は冷却ノズル７２の外壁に周知のペルチェ素子を使用した空気冷却手段を使用することが可能である。
【０１５８】
片側冷却モジュール７０による記録媒体２の冷却速度の制御は、冷却ノズル７２の開口量、給気ポンプ７４による冷却ノズル７２内の圧力、排気ファン７６の回転数等の値を変更することによって行う。本装置の制御システムは、例えば、本装置の周囲温度、本装置の内部温度、記録媒体２の表面温度等を測定し、これら本装置の周囲温度、本装置の内部温度、記録媒体２の表面温度等の変化に応じて冷却ノズル７２の開口量、給気ポンプ７４による冷却ノズル７２内の圧力、排気ファン７６の回転数等の値を自動制御する。
【０１５９】
一方、記録媒体２は、上記図３に示すように可逆性感熱記録層２−２を上記第１の実施の形態における可逆性感熱記録層２−２と同一とし、かつ熱伝導率の低い支持体２−１を用いる。又は、記録媒体２は、可逆性感熱記録層２−２と支持体２−１の界面に低熱伝導率の断熱層を形成したものを用いる。これにより、記録媒体２は、発色前加熱工程においてより小さな露光エネルギーによって可逆性感熱記録層２−２を発色に必要な温度に上昇させることができる。このような断熱型の記録媒体２は、可逆性感熱記録層２−２から支持体２−１への熱移動量が少なく自然冷却によって発色に必要な冷却速度を得られない。
【０１６０】
上記片側冷却モジュール７０による記録媒体２の強制冷却は、発色前加熱工程において記録媒体２の全体に熱が移動して自然冷却により発色に必要な冷却速度が得られなくなったために採用された方法である。従って、断熱型の記録媒体２に対して片側冷却モジュール７０による強制冷却を使用すれば、より小さな露光エネルギーにより発色が可能になる。これにより、発色加熱源の電力消費量の低減、或いは画像形成速度の高速化の達成に大きく寄与できる。
【０１６１】
熱伝導率の低い支持体２−１及び可逆性感熱記録層２−２と支持体２−１との界面に設定可能な断熱層としては、例えば、紙、各種不織布、発泡ポリェチレンテレフタレート、多孔性膜（ポリエチレン、フツ素樹、セルロースアセテト）等からなる多孔性膜等、或いはこれらにポリェチレンテレフタレート、ポリプロポレン等をラミネートしたのもが使用できる。
【０１６２】
又、保護層３−２は、上記第１の実施の形態で開示したのもを使用可能であるが、保護層３−２自体の熱容量を小さくしかつ熱移動量を多くするために、保護層３−２の厚みが薄いものを選択する。
また、冷却ノズル７２から噴出された冷却用空気７１との熱伝達を向上するために、保護層３−２に微小な凹凸を設けて表面積を大きくする方法がある。この場合、熱容量や熱移動量とのバランスを考慮して採用する。
【０１６３】
次に、片側冷却モジュール７０による強制冷却が必要な場合について説明する。
ハロゲンランプ１１に対するハロゲンランプ用集光光学系１４を、記録媒体２のうねり等に対応して発色ステーション１０の光バー１５の記録媒体２上での焦点深度を深く設定する場合、又は安価なハロゲンランプ用集光光学系１４を用いて光バー１５の集光幅を広く設定する場合、光バー１５の媒体搬送方向Ｙの露光長は１ｍｍを超え、発色前加熱工程での露光時間が長くなる。
【０１６４】
この場合、熱が露光部分から記録媒体２全体に移動し、自然冷却により発色に必要な冷却速度が得られなくなる。すなわち、発色前加熱工程での露光時間が長くなると、記録媒体２内の支持体２−１の全体が加熱され、可逆性感熱記録層２−２と支持体２−１との温度差がなくなる。これにより、発色冷却工程での可逆性感熱記録層２−２の自然冷却速度が発色する温度の速度変化の条件を満たさなくなる。
【０１６５】
このときの自然冷却速度は、記録媒体２の水平方向（面方向）の熱伝導を無視できるとすると、保護層２−２及び支持体２−１の表面から周囲の空気層に対する熱伝達が支配的になる。支持体２−１は、記録媒体搬送装置１上に接しているので、支持体２−１と記録媒体搬送装置１との界面には空気層が存在していると見なせる。この状態での冷却速度は、支持体２−１全体が加熱されない状態に比較してかなり小さい。
【０１６６】
発色前加熱工程における露光時間を長くできると、発色ステーション１０のハロゲンランプ１１の出力を同一の媒体搬送速度（画像形成速度）に対してより小さくできる。例えば幅１００ｍｍの画像を例えば７６ｍｍ／ｓｅｃ程度の媒体搬送速度で画像形成する場合、光バー１５の媒体搬送方向Ｙの露光長を例えば１．２５ｍｍとすると、ハロゲンランプ１１は、例えば消費電力２５〜５０Ｗ程度のもので十分である。
【０１６７】
次に、上記の如く構成された装置による画像等のデータの書き換えの動作について上記第１の実施の形態と相違するところを説明する。
発色ステーション１０において、上記第１の実施の形態と同様に、ハロゲンランプ１１が光線を出射すると、この光線は、反射膜１３で反射した光線を含めてハロゲンランプ用集光光学系１４に入射する。このハロゲンランプ用集光光学系１４は、ハロゲンランプ１１から出射された光線をレンズにより記録媒体２上に合焦し、媒体搬送方向Ｙにおける幅が狭いライン状の光バー１５に形成して記録媒体２上をライン露光する。これにより、記録媒体２は、所定の有効発色幅Ｗ１の全幅において発色する。
【０１６８】
この状態で、片側冷却モジュール７０の給気ポンプ７４は、例えば本装置の外部から直接外気を取り込み、取り込んだ空気を所定の圧力まで加圧し、冷却用空気７１として空気供給系配管７３を通して冷却ノズル７２に供給する。この冷却ノズル７２は、記録媒体２上に対してライン露光方向Ｘの全幅に渡って冷却用空気７１を噴出し、光バー１５による発色前熱工程に引き続く発色冷却工程を強制冷却で制御する。
【０１６９】
一方、排気ファン７６は、記録媒体２に対して噴出された冷却用空気７１を吸引し、発色ステーション１０による記録媒体２の加熱部分への直接の冷却用空気７１の流入を防止する。又、排気ファン７６は、記録媒体２に対して噴出された冷却用空気７１を発色ステーション１０内に通して当該発色ステーション１０を冷却しながら吸引する。
【０１７０】
しかるに、冷却ノズル７２から噴出された冷却用空気７１の気流は、発色前加熱工程後の記録媒体２上に衝突し、記録媒体２を強制冷却する。冷却用空気７１の気流７７は、ハロゲンランプハウス７５内を下端から上端に向かって流れ、ハロゲンランプ用集光光学系１４及びハロゲンランプ１１を冷却し、この後、排気ファン７６によりハロゲンランプハウス７５の上端から本装置の外部に排出される。
【０１７１】
本実施の形態における発色工程から消色工程の記録媒体２上の温度及びの濃度の変化は、上記第１の実施の形態における発色工程から消色工程の説明で用いた図５に示す温度・濃度曲線−時間の関係図における温度−時間曲線Ｔｃ０−Ｔｃ１−Ｔｃ２−Ｔｃ３−Ｔｃ４−Ｔｃ５−Ｔｅ１−Ｔｅ２−Ｔｅ３−Ｔｅ４と、濃度−時間曲線Ｄｃ０−Ｄｃ３−Ｄｃ４−Ｄｅ１−Ｄｅ２−Ｄｅ４と基本的に同一である。
【０１７２】
なお、片側冷却モジュール７０による強制冷却は、発色冷却工程である最高温度からの温度曲線Ｔｃ２−Ｔｃ３−Ｔｃ４（１５０℃）に示す温度下降に対して作用する。さらに、片側冷却モジュール７０による強制冷却は、消色冷前却工程Ｔｃ４−Ｔｃ５（１１５℃）に対しても有効である。すなわち、片側冷却モジュール７０は、発色ステーション１０により発色可能温度帯域Ｓに加熱された記録媒体２の部分を強制的に冷却し、ハロゲンランプ１１により加熱された記録媒体２の部分の自然冷却を補完し、より確実な発色を実現する。
【０１７３】
このように上記第４の実施の形態によれば、発色ステーション１０により発色可能温度帯域Ｓに加熱された記録媒体２の部分を強制的に冷却する片側冷却モジュール７０を設けた。これにより、ハロゲンランプ１１により加熱された記録媒体２の部分の自然冷却を補完して確実な発色を実現できる。これにより、発色前加熱工程での長時間露光時間に対応でき、発色ステーション１０のハロゲンランプ用集光光学系１４の焦点深度を深く設定できる。又は、ハロゲンランプ１１の出力を同一の媒体搬送速度（画像形成速度）に対してより小さくできる。
【０１７４】
発色冷却工程における発色温度の変化する速度の条件は、発色に対して必須条件である。又、消色冷前却工程における最終温度である消色加熱開始温度は、本装置により達成しようとする画像形成用光源の低出力化又は画像形成速度の向上に対する重要な点である。本装置においては、周囲温度、装置の内部温度、記録媒体２の温度は、使用環境条件によって変換しやすい値である。これらの温度条件や記録媒体２の温度に関連する状態値、例えば比熱、熱伝導率厚さ、表面積等は、発色冷却工程や消色冷前却工程に大きな影響を与える。
従って、これらの温度等を自動測定すれば、片側冷却モジュール７０による強制冷却により冷却速度を自由に制御でき、発色温度変化速度や消色加熱開始温度を常に最適に保つことができ、本装置の性能のロバスト性を向上できる。
【０１７５】
断熱型の記録媒体２に対して強制冷却を使用すれば、より小さな露光エネルギーによって発色が可能になり、発色加熱源の電力消費量の低減、又は画像形成速度の高速化の達成に大きく寄与できる。
【０１７６】
冷却ノズル７２から高圧の冷却用空気７１を記録媒体２上に噴出するので、この噴出される冷却用空気７１によって記録媒体２の面上に静電気等で付着した異物を吹き飛ばして除去できる。これにより、記録媒体２の長寿命化に寄与できる。さらに発色ステーション１０による一様露光、及び消色ステーション２０による画像様の露光の際に異物による遮光を除去できる。これにより、記録媒体２に形成される画質の向上にも寄与できる。
【０１７７】
上記第４の実施の形態は、次のように変形してもよい。
片側冷却モジュール７０は、記録媒体２に対して接触してもよい。例えば、接触型の片側冷却モジュール７０としては、例えば表面をフッ素樹脂コーティングしたアルミニウム製の中空冷却ローラ、又は内部に冷却金属バーを内蔵しかつ表面をフッ素樹脂コーティングしたポリイミド製の移動可能な無端状耐熱性フィルム等であってもよい。これら中空冷却ローラ又は無端状耐熱性フィルムは、記録媒体２からの熱移動を受けて温度上昇する。これにより、記録媒体２の加熱部分の熱が中空冷却ローラ又は無端状耐熱性フィルムに移動するので、記録媒体２の加熱部分は、冷却される。
【０１７８】
中空冷却ローラ及び冷却金属バー自体は、自然冷却、周知の強制空冷、水冷、ペルチェ素子、ヒートポンプ等の周知の冷却手段により冷却される。これら中空冷却ローラ及び無端状耐熱性フィルムは、回転又は移動して記録媒体２の加熱部分を冷却する。これにより、中空冷却ローラ又は無端状耐熱性フィルムと記録媒体２の表面との速度差はゼロであり、記録媒体２の表面のダメージは小さい。
【０１７９】
ところで、記録媒体２に対する画像等のデータの書き換えの寿命の長寿命化からすると、発色ステーション１０によるライン状の冷却としては、非接触で行うのが望ましい。この発色ステーション１０によるライン状の冷却は、気体若しくは液体によるのが有効である。上記第１及び第２の実施の形態のように記録媒体搬送装置１を必要とする場合には、記録媒体１の表面に接する搬送ローラ等が必要になる。この場合には、記録媒体２に接触して冷却する接触冷却手段に記録媒体搬送手段を兼ねさせ、記録媒体２の表面に対するダメージを本装置全体で最小にする方法を採用するのがよい。
【０１８０】
消色ステーション２０は、上記第１の実施の形態におけるレーザビーム２１ａの走査によるものか、又は上記第２の実施の形態におけるレーザビームアレイ３４の照射によるもののいずれでもよい。
【０１８１】
次に、本発明の第５の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１１及び図１２と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
図１３は画像書換装置の基本構成図を示し、図１４は同装置の概略斜視図を示す。本装置は、冷却系としての両側冷却モジュール８０を備える。この両側冷却モジュール８０は、上記第１及び第２の実施の形態における発色ステーション１０のライン状加熱手段、特にハロゲンランプ１１を光源とした一様加熱手段に対して発色冷却工程における記録媒体２における加熱された部分の自然冷却を補完する。この両側冷却モジュール８０の基本構成は、上記第４の実施の形態における片側冷却モジュール７０と同一であるので、その相違点のみ説明する。
【０１８２】
両側冷却モジュール８０は、前方冷却ノズル８１と、冷却ノズル（以下、後方冷却ノズルと称する）７２とを備える。これら前方冷却ノズル８１と後方冷却ノズル７２とには、空気供給系配管（以下、両側冷却用空気供給系配管と称する）７３を介して給気ポンプ（以下、両側冷却用給気ポンプと称する）７４が接続されている。この両側冷却用給気ポンプ７４は、空気を取り入れ、この取り入れた空気を所定の圧力まで加圧し、両側冷却用空気供給系配管７３を通して前方冷却ノズル８１と後方冷却ノズル７２とに供給する。これにより、前方冷却ノズル８１は、記録媒体２上に対してライン露光方向Ｘの全幅に渡って前方冷却用空気８２を噴出する。冷却ノズル７２は、記録媒体２上に対してライン露光方向Ｘの全幅に渡って冷却用空気７１を噴出する。
【０１８３】
前方冷却ノズル８１と後方冷却ノズル７２とは、発色ステーション１０における光バー１５の記録媒体３０上の露光位置を挟んで、この露光位置の上流側と下流側との両側にそれぞれ設置されている。前方冷却ノズル８１から噴出された前方冷却用空気８２の気流８３は、記録媒体２を強制冷却する。後方冷却ノズル７２から噴出された冷却用空気（以下、後方冷却用空気と称する）７１の気流７７も記録媒体２を強制冷却する。
【０１８４】
前方冷却用空気８２の気流８３及び後方冷却用空気７１の気流７７は、それぞれ光バー１５の露光部位まで到達し、この露光部位を冷却しないようする必要がある。しかるに、前方冷却ノズル８１と後方冷却ノズル７２との付近から光バー１５の露光部位にかけての所定エリアは、排気ファン（以下、両側冷却用排気ファンと称する）７６により周囲の気圧よりも負圧状態になっている。前方冷却用空気８２の気流８３及び後方冷却用空気７１の気流７７は、光バー１５の露光部位に到達する前に、ハロゲンランプハウス（以下、両側冷却用ハロゲンランプハウスと称する）７５内に吸引される。両側冷却時ハロゲンランプハウス７５内の各気流８３、７７は、ハロゲンランプ用集光光学系１４及びハロゲンランプ１１を冷却した後、両側冷却用排気ファン７６により本装置の外部に排出される。
【０１８５】
なお、両側冷却時ハロゲンランプハウス７５内の各気流８３、７７は、前方冷却ノズル８１と後方冷却ノズル７２との２つノズルから噴出される前方冷却用空気８２の気流８３と後方冷却用空気７１の気流７７とから成る。これにより、両側冷却用排気ファン７６及び両側冷却用ハロゲンランプハウス７５は、片側冷却モジュール７０の使用時と異なる構造又は条件設定になっている。同様に両側冷却用空気供給系配管７３及び両側冷却用給気ポンプ７４も片側冷却モジュール７０の使用時と異なる構造又は条件設定になっている。
【０１８６】
次に、両側冷却モジュール８０による両側強制冷却が必要な場合について説明する。
発色前加熱工程における露光時間が長くなると、記録媒体２の水平方向（面方向）の熱伝導が無視できなくなる。このような条件下では、発色ステーション１０における光バー１５の記録媒体２上の露光位置に対して上流側と下流側との両方向に記録媒体２の内部を通って熱が伝導する。下流側に関しては、上記第４の実施の形態における片側冷却モジュール７０と同様に、後方冷却ノズル７２から噴出される後方冷却用空気７１によって記録媒体２が強制冷却され、発色冷却工程での冷却速度が確保できる。
【０１８７】
一方、上流側に関しては、前方冷却ノズル８１が無いとすると、記録媒体２を強制冷却する手段が無くなり、記録媒体２内の温度が上昇する。このため、発色ステーション１０における発色条件が変化する。又、記録媒体２内の温度上昇は、後方冷却ノズル７２による冷却にも影響を与える。例えば、記録媒体２内の総熱量が後方冷却ノズル７２による除去熱量を上回った場合、十分な冷却速度を確保できなくなる。
【０１８８】
従って、第５の実施の形態では、前方冷却ノズル８１と後方冷却ノズル７２とを発色ステーション１０における光バー１５の記録媒体２上の露光位置を挟んで上流側と下流側との両方向に設置し、光バー１５の記録媒体２上の露光位置から上流側と下流側との両方向移動する熱を空気流による強制冷却によって吸収する。
【０１８９】
次に、上記の如く構成された装置による画像等のデータの書き換えの動作について上記第４の実施の形態と相違するところを説明する。
両側冷却モジュール８０の両側冷却用給気ポンプ７４は、例えば本装置の外部から直接外気を取り込み、取り込んだ空気を所定の圧力まで加圧し、冷却用空気７１として両側冷却用空気供給系配管７３を通して前方冷却ノズル８１と後方冷却ノズル７２とに供給する。これにより、後方冷却ノズル７２は、記録媒体２上に対してライン露光方向Ｘの全幅に渡って冷却用空気８２を噴出し、記録媒体２を強制冷却する。前方冷却ノズル８１は、記録媒体２上に対してライン露光方向Ｘの全幅に渡って冷却用空気７１を噴出し、光バー１５による発色前熱工程に引き続く発色冷却工程を強制冷却で制御する。
【０１９０】
一方、両側冷却用排気ファン７６は、記録媒体２に対して噴出された冷却用空気８２及び冷却用空気７１を吸引し、発色ステーション１０による記録媒体２の加熱部分への直接の冷却用空気８２及び冷却用空気７１の流入を防止する。又、両側冷却用排気ファン７６は、記録媒体２に対して噴出された冷却用空気８２及び冷却用空気７１を発色ステーション１０内に通して当該発色ステーション１０を冷却しながら吸引する。
【０１９１】
しかるに、前方冷却ノズル８１と後方冷却ノズル７２とからそれぞれ噴出された冷却用空気８２と冷却用空気７１との気流８３、７７は、発色前加熱工程後の記録媒体２上に衝突し、記録媒体２を強制冷却する。冷却用空気８２と冷却用空気７１との気流８３、７７は、両側冷却用ハロゲンランプハウス７５内を下端から上端に向かって流れ、ハロゲンランプ用集光光学系１４及びハロゲンランプ１１を冷却し、この後、両側冷却用排気ファン７６により両側冷却用ハロゲンランプハウス７５の上端から本装置の外部に排出される。
【０１９２】
本実施の形態における発色工程から消色工程の記録媒体２上の温度及びの濃度の変化は、上記第１の実施の形態における発色工程から消色工程の説明で用いた図５に示す温度・濃度曲線−時間の関係図における温度−時間曲線Ｔｃ０−Ｔｃ１−Ｔｃ２−Ｔｃ３−Ｔｃ４−Ｔｃ５−Ｔｅ１−Ｔｅ２−Ｔｅ３−Ｔｅ４と、濃度−時間曲線Ｄｃ０−Ｄｃ３−Ｄｃ４−Ｄｅ１−Ｄｅ２−Ｄｅ４と基本的に同一である。なお、両側冷却モジュール８０による強制冷却は、発色冷却工程である最高温度からの温度曲線Ｔｃ２−Ｔｃ３−Ｔｃ４（１５０℃）に示す温度下降に対して作用する。さらに、両側冷却モジュール８０による強制冷却は、消色冷前却工程Ｔｃ４−Ｔｃ５（１１５℃）に対しても有効である。すなわち、両側冷却モジュール８０は、発色ステーション１０により発色可能温度帯域Ｓに加熱された記録媒体２の部分を強制的に冷却し、ハロゲンランプ１１により加熱された記録媒体２の部分の自然冷却を補完し、より確実な発色を実現する。
【０１９３】
このように上記第５の実施の形態によれば、両側冷却モジュール８０の前方冷却ノズル８１と後方冷却ノズル７２とからそれぞれ前方冷却用空気８２、冷却用空気７１を噴出するようにした。これにより、発色前加熱工程における露光時間が長くなっても、発色ステーション１０における光バー１５の露光位置における記録媒体２の温度を安定化し、発色冷却工程における冷却速度を安定化し、発色工程の温度及びその温度変化の速度条件を一定に保つことができる。さらに、消色ステーション２０による消色冷前却工程における冷却速度を安定化でき、レーザビーム２１ａの露光位置における消色加熱開始温度を安定化し、消色工程の温度及びその温度変化の速度条件を一定に保つことができる。
【０１９４】
前方冷却ノズル８４を使用せずに、温度センサによって記録媒体の温度を感知し、これに連動してハロゲンランプ１１の出力を低下させることが可能である。この方式によっても発色ステーション１０における光バー１５の露光位置における記録媒体２の温度を安定的に制御できる。
【０１９５】
上記第５の実施の形態は、次のように変形してもよい。例えば、両側冷却モジュール８０による強制冷却手段は、例えば上記第４の実施の形態で説明したのと同様に、接触型の両側冷却モジュール８０として、例えば表面をフッ素樹脂コーティングしたアルミニウム製の中空冷却ローラ、又は内部に冷却金属バーを内蔵しかつ表面をフッ素樹脂コーティングしたポリイミド製の移動可能な無端状耐熱性フィルム等であってもよい。この場合、光バー１５の記録媒体３０上の露光位置を挟んで上流側と下流側両方向に中空冷却ローラ又は無端状耐熱性フィルム等を設置することが可能である。
【０１９６】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１９７】
【図１】本発明に係る画像書換装置の第１の実施の形態を示す基本構成図。
【図２】同装置の概略斜視図。
【図３】同装置に使用する記録媒体を示す概略断面図。
【図４】通常の発色工程から消色工程までの流れを記録媒体の特性に基づいた温度・濃度と時間との関係図。
【図５】同装置による発色工程から消色工程までの流れを記録媒体の特性に基づいた温度・濃度と時間との関係図。
【図６】同装置による発色工程から消色工程までの流れを記録媒体の特性に基づいた温度・濃度と時間との関係の比較例を示す図。
【図７】本発明に係る画像書換装置の第２の実施の形態を示す基本構成図。
【図８】同装置の概略斜視図。
【図９】本発明に係る画像書換装置の第３の実施の形態を示す基本構成図。
【図１０】同装置の概略斜視図。
【図１１】本発明に係る画像書換装置の第４の実施の形態を示す基本構成図。
【図１２】同装置の概略斜視図。
【図１３】本発明に係る画像書換装置の第５の実施の形態を示す基本構成図。
【図１４】同装置の概略斜視図。
【符号の説明】
【０１９８】
１：記録媒体搬送装置、２：光熱変換型可逆性感熱記録媒体（記録媒体）、２ａ：前記録画像、２ｂ：一様発色画像、２ｃ：記録画像、２−１：支持体、２−２：可逆性感熱記録層、２−３：保護層、３ａ，３ｂ：搬送ローラ、４：搬送ベルト、１０：発色ステーション、１１：ハロゲンランプ、１２：フィラメント、１３：反射膜、１４：ハロゲンランプ用集光光学系、１５：光バー、２０：消色ステーション、２１：半導体レーザ、２１ａ：レーザビーム、２２：レーザ用集光光学系、２３：ポリゴンミラー、２４：ポリゴンモータ、３０：レーザアレイモジュール、３１：半導体レーザアレイ、３２：レーザアレイ用集光光学系、３３：単位レーザビーム、３４：レーザビームアレイ、３５：レーザレイドライバ、４０：コンテナ、５０：発色消色ステーション、５１：第１の半導体レーザ、５１ａ：発色用の第１のレーザビーム、５２：第２の半導体レーザ、５２ａ：第２のレーザビーム、５３：発色用レーザ集光光学系、５４：偏光ビームスプリッタ、５５：レーザビーム、５６：消色用レーザ集光光学系、５７：レーザビーム、６０：２次元走査系、６１：２次元ガルバノミラー、６２：高速走査回転軸、６３：低速走査回転軸、７０：片側冷却モジュール、７１：冷却用空気（後方冷却用空気）、７２：冷却ノズル（後方冷却ノズル）、７３：空気供給系配管（両側冷却用空気供給系配管）、７４：給気ポンプ（両側冷却用給気ポンプ）、７５：ハロゲンランプハウス、７６：排気ファン（両側冷却用排気ファン）、７７：冷却用空気の気流、８０：両側冷却モジュール、８１：前方冷却ノズル、８２：前方冷却用空気、８３：前方冷却用空気の気流。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
常温より高い発色可能温度帯域に加熱し所定の冷却速度の冷却によって発色し、かつ常温で発色状態を維持しながら前記発色可能温度帯域よりも低い消色可能温度帯域に加熱すると消色する可逆性感熱記録媒体に対して情報の書き換えを行う画像書換方法において、
前記可逆性感熱記録媒体に対して前記発色可能温度帯域に加熱し、この加熱後の冷却によって前記可逆性感熱記録媒体を一様に発色させる発色工程と、
前記一様に発色した前記可逆性感熱記録媒体の温度が前記消色可能温度帯域内又は前記消色可能温度帯域外でかつ当該消色可能温度帯域の下限温度よりも所定温度低い温度帯域内のいずれか一方に低下したときに、前記可逆性感熱記録媒体を加熱して前記可逆性感熱記録媒体を前記情報様に消色する消色工程と、
を有することを特徴とする画像書換方法。
【請求項２】
前記消色工程は、前記可逆性感熱記録媒体を加熱して前記消色可能温度帯域内で温度上昇、又は前記消色可能温度帯域の前記下限温度よりも所定温度低い前記温度帯域から前記消色可能温度帯域内へ温度上昇させて前記可逆性感熱記録媒体を前記情報様に消色することを特徴とする請求項１記載の画像書換方法。
【請求項３】
前記消色工程は、前記消色可能温度帯域内で前記可逆性感熱記録媒体を加熱し、前記消色可能温度帯域内で温度変化速度が消色可能な温度変化速度を満たすことにより前記可逆性感熱記録媒体を前記情報様に消色することを特徴とする請求項１記載の画像書換方法。
【請求項４】
前記消色工程による前記可逆性感熱記録媒体に対する加熱時間は、前記発色工程による前記可逆性感熱記録媒体に対する加熱時間よりも短く、
かつ前記消色工程による前記可逆性感熱記録媒体に与える加熱エネルギーは、前記発色工程により前記可逆性感熱記録媒体に与える加熱エネルギーよりも小さい、
ことを特徴とする請求項１記載の画像書換方法。
【請求項５】
前記可逆性感熱記録媒体は、可逆的に発色及び消色を可能とする感熱記録材料と光エネルギーの照射時に熱を発生する光吸収熱変換材料とをそれぞれ単独又は混合した層から成り、
前記発色工程と前記消色工程とでは、それぞれ前記光エネルギーを前記可逆性感熱記録媒体に照射して非接触で前記加熱を行う、
ことを特徴とする請求項１記載の画像書換方法。
【請求項６】
前記発色工程により前記発色可能温度帯域に加熱された前記可逆性感熱記録媒体を強制的に冷却する冷却工程を有することを特徴とする請求項１記載の画像書換方法。
【請求項７】
常温より高い発色可能温度帯域に加熱し所定の冷却速度の冷却によって発色し、かつ常温で発色状態を維持しながら前記発色可能温度帯域よりも低い消色可能温度帯域に加熱すると消色する可逆性感熱記録媒体に対して情報の書き換えを行う画像書換装置において、
前記可逆性感熱記録媒体に対して前記発色可能温度帯域に加熱し、この加熱後の冷却によって前記可逆性感熱記録媒体を一様に発色させる発色系と、
前記一様に発色した前記可逆性感熱記録媒体の温度が前記消色可能温度帯域内又は前記消色可能温度帯域外でかつ当該消色可能温度帯域の下限温度よりも所定温度低い温度帯域内のいずれか一方に低下したときに、前記可逆性感熱記録媒体を加熱して前記可逆性感熱記録媒体を前記情報様に消色する消色系と、
を具備することを特徴とする画像書換装置。
【請求項８】
前記消色系は、前記可逆性感熱記録媒体を加熱して前記消色可能温度帯域内で温度上昇、又は前記消色可能温度帯域の前記下限温度よりも所定温度低い前記温度帯域から前記消色可能温度帯域内へ温度上昇させて前記可逆性感熱記録媒体を前記情報様に消色することを特徴とする請求項７記載の画像書換装置。
【請求項９】
前記消色系は、前記消色可能温度帯域内で前記可逆性感熱記録媒体を加熱し、前記消色可能温度帯域内で温度変化速度が消色可能な温度変化速度を満たすことにより前記可逆性感熱記録媒体を前記情報様に消色することを特徴とする請求項７記載の画像書換装置。
【請求項１０】
前記消色系は、前記可逆性感熱記録媒体に対する加熱時間を前記発色系による前記可逆性感熱記録媒体に対する加熱時間よりも短く、かつ前記可逆性感熱記録媒体に与える加熱エネルギーを前記発色系により前記可逆性感熱記録媒体に与える加熱エネルギーよりも小さいことを特徴とする請求項７記載の画像書換装置。
【請求項１１】
前記可逆性感熱記録媒体は、可逆的に発色及び消色を可能とする感熱記録材料と光エネルギーの照射時に熱を発生する光吸収熱変換材料とをそれぞれ単独又は混合した層から成り、
前記発色系と前記消色系とは、それぞれ前記光エネルギーを前記可逆性感熱記録媒体に照射して非接触で前記加熱を行う、
ことを特徴とする請求項７記載の画像書換装置。
【請求項１２】
前記可逆性感熱記録媒体を搬送する搬送機構を備え、
前記発色系は、前記搬送機構による前記可逆性感熱記録媒体の搬送方向の上流側に設けられ、
前記消色系は、前記搬送機構による前記可逆性感熱記録媒体の搬送方向の前記発光系の設置位置よりも下流側に設けられ、
前記発色系と前記消色系との間隔は、少なくとも前記搬送機構による前記可逆性感熱記録媒体の搬送速度と、前記可逆性感熱記録媒体の温度が前記発色系により前記発色可能温度帯域に加熱されてから前記消色可能温度帯域内又は前記消色可能温度帯域外でかつ当該消色可能温度帯域の下限温度よりも所定温度低い温度帯域内のいずれか一方に低下するまでに要する時間とに基づいて設定される、
ことを特徴とする請求項７記載の画像書換装置。
【請求項１３】
前記可逆性感熱記録媒体を搬送する搬送機構を備え、
前記発色系は、前記搬送機構による前記可逆性感熱記録媒体の搬送方向に対して垂直方向のライン状の光エネルギーを前記可逆性感熱記録媒体に照射して前記可逆性感熱記録媒体を一様に発色させる、
前記消色系は、前記搬送機構による前記可逆性感熱記録媒体の搬送方向に対して垂直方向に光エネルギーを走査して前記可逆性感熱記録媒体を前記情報様に消色する、
ことを特徴とする請求項７記載の画像書換装置。
【請求項１４】
前記発色系による前記可逆性感熱記録媒体に対する前記ライン状の光エネルギーの前記搬送方向に対する照射角度と、前記消色系による前記可逆性感熱記録媒体に対する前記光エネルギーの前記搬送方向に対する走査角度とは、同一に設定されていることを特徴とする請求項１３記載の画像書換装置。
【請求項１５】
前記発色系は、前記光エネルギーとして光線を放射するハロゲンランプと、
前記ハロゲンランプから放射された前記光線を前記ライン状の前記光線に成形して前記可逆性感熱記録媒体に照射する集光系と、
を有することを特徴とする請求項１３記載の画像書換装置。
【請求項１６】
前記消色系は、前記光エネルギーとしてレーザビームを出力する半導体レーザと、
前記半導体レーザから出力された前記レーザビームを前記可逆性感熱記録媒体の搬送方向に対して垂直方向に走査して前記可逆性感熱記録媒体を前記情報様に消色する走査系と、を有することを特徴とする請求項１２記載の画像書換装置。
【請求項１７】
前記消色系は、それぞれ前記光エネルギーとしてレーザビームを出力する複数のレーザ素子をライン状に配列して成る半導体レーザアレイと、
前記半導体レーザアレイの前記各レーザ素子から出力された前記各レーザビームを前記ライン状に成形して前記可逆性感熱記録媒体に照射する集光系と、
を有することを特徴とする請求項１３記載の画像書換装置。
【請求項１８】
前記発色系は、発色用の第１のレーザビームを出力する第１の半導体レーザを有し、
前記消色系は、消色用の第２のレーザビームを出力する第２の半導体レーザを有し、
かつ前記発色系及び前記消色系は、前記第１の半導体レーザから出力された前記第１のレーザビームを前記可逆性感熱記録媒体に走査して前記可逆性感熱記録媒体を一様に発色させ、かつ前記第２の半導体レーザから出力された前記第２のレーザビームを前記可逆性感熱記録媒体に走査して前記可逆性感熱記録媒体を前記情報様に消色する２次元走査系を有し、
前記２次元走査系は、前記第２のレーザビームを前記可逆性感熱記録媒体に走査する前に、前記第１のレーザビームを前記可逆性感熱記録媒体に走査する、
ことを特徴とする請求項７記載の画像書換装置。
【請求項１９】
前記２次元走査系は、前記第１のレーザビームを前記可逆性感熱記録媒体に走査した後、前記可逆性感熱記録媒体の温度が前記消色可能温度帯域内又は前記消色可能温度帯域外でかつ当該消色可能温度帯域の下限温度よりも所定温度低い温度帯域内のいずれか一方に低下した時点で前記第２のレーザビームを前記可逆性感熱記録媒体に走査することを特徴とする請求項１８記載の画像書換装置。
【請求項２０】
前記可逆性感熱記録媒体における前記発色系により前記発色可能温度帯域に加熱された部分を強制的に冷却する冷却系を有することを特徴とする請求項７記載の画像書換装置。
【請求項２１】
前記冷却系は、前記可逆性感熱記録媒体に対して冷却媒体を噴出させる少なくとも１つの冷却ノズルを有することを特徴とする請求項２０記載の画像書換装置。
【請求項２２】
前記可逆性感熱記録媒体を搬送する搬送機構を備え、
前記発色系は、前記搬送機構による前記可逆性感熱記録媒体の搬送方向に対して垂直方向のライン状の光エネルギーを前記可逆性感熱記録媒体に照射して前記可逆性感熱記録媒体を一様に発色させ、
前記冷却ノズルは、前記可逆性感熱記録媒体に照射される前記ライン状の光エネルギーに沿ってライン状に前記冷却媒体を噴出する、
ことを特徴とする請求項２１記載の画像書換装置。
【請求項２３】
前記冷却ノズルは、前記冷却媒体として冷却用空気を噴出させることを特徴とする請求項２１記載の画像書換装置。
【請求項２４】
前記可逆性感熱記録媒体に対して噴出された前記冷却媒体を吸引し、少なくとも前記発色系による前記可逆性感熱記録媒体の加熱部分への直接の前記冷却媒体の流入を防止する吸引機構を備えたことを特徴とする請求項２１記載の画像書換装置。
【請求項２５】
前記吸引機構は、前記可逆性感熱記録媒体に対して噴出された前記冷却媒体を前記発色系内に通して前記発色系を冷却しながら吸引することを特徴とする請求項２１記載の画像書換装置。
【請求項２６】
前記可逆性感熱記録媒体を搬送する搬送機構を備え、前記冷却ノズルは、前記発色系による前記可逆性感熱記録媒体の加熱部分に対して前記搬送機構による前記可逆性感熱記録媒体の搬送方向の上流側と下流掛側とにそれぞれ設けられる、
ことを特徴とする請求項２１記載の画像書換装置。
【請求項１】
常温より高い発色可能温度帯域に加熱し所定の冷却速度の冷却によって発色し、かつ常温で発色状態を維持しながら前記発色可能温度帯域よりも低い消色可能温度帯域に加熱すると消色する可逆性感熱記録媒体に対して情報の書き換えを行う画像書換方法において、
前記可逆性感熱記録媒体に対して前記発色可能温度帯域に加熱し、この加熱後の冷却によって前記可逆性感熱記録媒体を一様に発色させる発色工程と、
前記一様に発色した前記可逆性感熱記録媒体の温度が前記消色可能温度帯域内又は前記消色可能温度帯域外でかつ当該消色可能温度帯域の下限温度よりも所定温度低い温度帯域内のいずれか一方に低下したときに、前記可逆性感熱記録媒体を加熱して前記可逆性感熱記録媒体を前記情報様に消色する消色工程と、
を有することを特徴とする画像書換方法。
【請求項２】
前記消色工程は、前記可逆性感熱記録媒体を加熱して前記消色可能温度帯域内で温度上昇、又は前記消色可能温度帯域の前記下限温度よりも所定温度低い前記温度帯域から前記消色可能温度帯域内へ温度上昇させて前記可逆性感熱記録媒体を前記情報様に消色することを特徴とする請求項１記載の画像書換方法。
【請求項３】
前記消色工程は、前記消色可能温度帯域内で前記可逆性感熱記録媒体を加熱し、前記消色可能温度帯域内で温度変化速度が消色可能な温度変化速度を満たすことにより前記可逆性感熱記録媒体を前記情報様に消色することを特徴とする請求項１記載の画像書換方法。
【請求項４】
前記消色工程による前記可逆性感熱記録媒体に対する加熱時間は、前記発色工程による前記可逆性感熱記録媒体に対する加熱時間よりも短く、
かつ前記消色工程による前記可逆性感熱記録媒体に与える加熱エネルギーは、前記発色工程により前記可逆性感熱記録媒体に与える加熱エネルギーよりも小さい、
ことを特徴とする請求項１記載の画像書換方法。
【請求項５】
前記可逆性感熱記録媒体は、可逆的に発色及び消色を可能とする感熱記録材料と光エネルギーの照射時に熱を発生する光吸収熱変換材料とをそれぞれ単独又は混合した層から成り、
前記発色工程と前記消色工程とでは、それぞれ前記光エネルギーを前記可逆性感熱記録媒体に照射して非接触で前記加熱を行う、
ことを特徴とする請求項１記載の画像書換方法。
【請求項６】
前記発色工程により前記発色可能温度帯域に加熱された前記可逆性感熱記録媒体を強制的に冷却する冷却工程を有することを特徴とする請求項１記載の画像書換方法。
【請求項７】
常温より高い発色可能温度帯域に加熱し所定の冷却速度の冷却によって発色し、かつ常温で発色状態を維持しながら前記発色可能温度帯域よりも低い消色可能温度帯域に加熱すると消色する可逆性感熱記録媒体に対して情報の書き換えを行う画像書換装置において、
前記可逆性感熱記録媒体に対して前記発色可能温度帯域に加熱し、この加熱後の冷却によって前記可逆性感熱記録媒体を一様に発色させる発色系と、
前記一様に発色した前記可逆性感熱記録媒体の温度が前記消色可能温度帯域内又は前記消色可能温度帯域外でかつ当該消色可能温度帯域の下限温度よりも所定温度低い温度帯域内のいずれか一方に低下したときに、前記可逆性感熱記録媒体を加熱して前記可逆性感熱記録媒体を前記情報様に消色する消色系と、
を具備することを特徴とする画像書換装置。
【請求項８】
前記消色系は、前記可逆性感熱記録媒体を加熱して前記消色可能温度帯域内で温度上昇、又は前記消色可能温度帯域の前記下限温度よりも所定温度低い前記温度帯域から前記消色可能温度帯域内へ温度上昇させて前記可逆性感熱記録媒体を前記情報様に消色することを特徴とする請求項７記載の画像書換装置。
【請求項９】
前記消色系は、前記消色可能温度帯域内で前記可逆性感熱記録媒体を加熱し、前記消色可能温度帯域内で温度変化速度が消色可能な温度変化速度を満たすことにより前記可逆性感熱記録媒体を前記情報様に消色することを特徴とする請求項７記載の画像書換装置。
【請求項１０】
前記消色系は、前記可逆性感熱記録媒体に対する加熱時間を前記発色系による前記可逆性感熱記録媒体に対する加熱時間よりも短く、かつ前記可逆性感熱記録媒体に与える加熱エネルギーを前記発色系により前記可逆性感熱記録媒体に与える加熱エネルギーよりも小さいことを特徴とする請求項７記載の画像書換装置。
【請求項１１】
前記可逆性感熱記録媒体は、可逆的に発色及び消色を可能とする感熱記録材料と光エネルギーの照射時に熱を発生する光吸収熱変換材料とをそれぞれ単独又は混合した層から成り、
前記発色系と前記消色系とは、それぞれ前記光エネルギーを前記可逆性感熱記録媒体に照射して非接触で前記加熱を行う、
ことを特徴とする請求項７記載の画像書換装置。
【請求項１２】
前記可逆性感熱記録媒体を搬送する搬送機構を備え、
前記発色系は、前記搬送機構による前記可逆性感熱記録媒体の搬送方向の上流側に設けられ、
前記消色系は、前記搬送機構による前記可逆性感熱記録媒体の搬送方向の前記発光系の設置位置よりも下流側に設けられ、
前記発色系と前記消色系との間隔は、少なくとも前記搬送機構による前記可逆性感熱記録媒体の搬送速度と、前記可逆性感熱記録媒体の温度が前記発色系により前記発色可能温度帯域に加熱されてから前記消色可能温度帯域内又は前記消色可能温度帯域外でかつ当該消色可能温度帯域の下限温度よりも所定温度低い温度帯域内のいずれか一方に低下するまでに要する時間とに基づいて設定される、
ことを特徴とする請求項７記載の画像書換装置。
【請求項１３】
前記可逆性感熱記録媒体を搬送する搬送機構を備え、
前記発色系は、前記搬送機構による前記可逆性感熱記録媒体の搬送方向に対して垂直方向のライン状の光エネルギーを前記可逆性感熱記録媒体に照射して前記可逆性感熱記録媒体を一様に発色させる、
前記消色系は、前記搬送機構による前記可逆性感熱記録媒体の搬送方向に対して垂直方向に光エネルギーを走査して前記可逆性感熱記録媒体を前記情報様に消色する、
ことを特徴とする請求項７記載の画像書換装置。
【請求項１４】
前記発色系による前記可逆性感熱記録媒体に対する前記ライン状の光エネルギーの前記搬送方向に対する照射角度と、前記消色系による前記可逆性感熱記録媒体に対する前記光エネルギーの前記搬送方向に対する走査角度とは、同一に設定されていることを特徴とする請求項１３記載の画像書換装置。
【請求項１５】
前記発色系は、前記光エネルギーとして光線を放射するハロゲンランプと、
前記ハロゲンランプから放射された前記光線を前記ライン状の前記光線に成形して前記可逆性感熱記録媒体に照射する集光系と、
を有することを特徴とする請求項１３記載の画像書換装置。
【請求項１６】
前記消色系は、前記光エネルギーとしてレーザビームを出力する半導体レーザと、
前記半導体レーザから出力された前記レーザビームを前記可逆性感熱記録媒体の搬送方向に対して垂直方向に走査して前記可逆性感熱記録媒体を前記情報様に消色する走査系と、を有することを特徴とする請求項１２記載の画像書換装置。
【請求項１７】
前記消色系は、それぞれ前記光エネルギーとしてレーザビームを出力する複数のレーザ素子をライン状に配列して成る半導体レーザアレイと、
前記半導体レーザアレイの前記各レーザ素子から出力された前記各レーザビームを前記ライン状に成形して前記可逆性感熱記録媒体に照射する集光系と、
を有することを特徴とする請求項１３記載の画像書換装置。
【請求項１８】
前記発色系は、発色用の第１のレーザビームを出力する第１の半導体レーザを有し、
前記消色系は、消色用の第２のレーザビームを出力する第２の半導体レーザを有し、
かつ前記発色系及び前記消色系は、前記第１の半導体レーザから出力された前記第１のレーザビームを前記可逆性感熱記録媒体に走査して前記可逆性感熱記録媒体を一様に発色させ、かつ前記第２の半導体レーザから出力された前記第２のレーザビームを前記可逆性感熱記録媒体に走査して前記可逆性感熱記録媒体を前記情報様に消色する２次元走査系を有し、
前記２次元走査系は、前記第２のレーザビームを前記可逆性感熱記録媒体に走査する前に、前記第１のレーザビームを前記可逆性感熱記録媒体に走査する、
ことを特徴とする請求項７記載の画像書換装置。
【請求項１９】
前記２次元走査系は、前記第１のレーザビームを前記可逆性感熱記録媒体に走査した後、前記可逆性感熱記録媒体の温度が前記消色可能温度帯域内又は前記消色可能温度帯域外でかつ当該消色可能温度帯域の下限温度よりも所定温度低い温度帯域内のいずれか一方に低下した時点で前記第２のレーザビームを前記可逆性感熱記録媒体に走査することを特徴とする請求項１８記載の画像書換装置。
【請求項２０】
前記可逆性感熱記録媒体における前記発色系により前記発色可能温度帯域に加熱された部分を強制的に冷却する冷却系を有することを特徴とする請求項７記載の画像書換装置。
【請求項２１】
前記冷却系は、前記可逆性感熱記録媒体に対して冷却媒体を噴出させる少なくとも１つの冷却ノズルを有することを特徴とする請求項２０記載の画像書換装置。
【請求項２２】
前記可逆性感熱記録媒体を搬送する搬送機構を備え、
前記発色系は、前記搬送機構による前記可逆性感熱記録媒体の搬送方向に対して垂直方向のライン状の光エネルギーを前記可逆性感熱記録媒体に照射して前記可逆性感熱記録媒体を一様に発色させ、
前記冷却ノズルは、前記可逆性感熱記録媒体に照射される前記ライン状の光エネルギーに沿ってライン状に前記冷却媒体を噴出する、
ことを特徴とする請求項２１記載の画像書換装置。
【請求項２３】
前記冷却ノズルは、前記冷却媒体として冷却用空気を噴出させることを特徴とする請求項２１記載の画像書換装置。
【請求項２４】
前記可逆性感熱記録媒体に対して噴出された前記冷却媒体を吸引し、少なくとも前記発色系による前記可逆性感熱記録媒体の加熱部分への直接の前記冷却媒体の流入を防止する吸引機構を備えたことを特徴とする請求項２１記載の画像書換装置。
【請求項２５】
前記吸引機構は、前記可逆性感熱記録媒体に対して噴出された前記冷却媒体を前記発色系内に通して前記発色系を冷却しながら吸引することを特徴とする請求項２１記載の画像書換装置。
【請求項２６】
前記可逆性感熱記録媒体を搬送する搬送機構を備え、前記冷却ノズルは、前記発色系による前記可逆性感熱記録媒体の加熱部分に対して前記搬送機構による前記可逆性感熱記録媒体の搬送方向の上流側と下流掛側とにそれぞれ設けられる、
ことを特徴とする請求項２１記載の画像書換装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
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【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００９−９６０１１（Ｐ２００９−９６０１１Ａ）
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６８１７７（Ｐ２００７−２６８１７７）
【出願日】平成１９年１０月１５日（２００７．１０．１５）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月１５日（２００７．１０．１５）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
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