非接触光書き込み消去装置及びその方法
【課題】消去バー等の消去装置を別途設ける必要がなく、かつレーザビームをデフォーカスさせる等の記録時と消去時とにおける動作条件を大幅に変更することがなく、消去の性能を十分に得ること。
【解決手段】感熱記録媒体１上に書き込まれている情報を消去する時、レーザビームＬのビーム径、レーザビームＬのパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードを、書き込み時における感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬのビーム径、レーザビームＬのパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードと同一条件とし、この条件下でレーザビームＬの走査スピードを速くする。
【解決手段】感熱記録媒体１上に書き込まれている情報を消去する時、レーザビームＬのビーム径、レーザビームＬのパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードを、書き込み時における感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬのビーム径、レーザビームＬのパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードと同一条件とし、この条件下でレーザビームＬの走査スピードを速くする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばサーマルヘッド等の加熱装置を直接接触することなく非接触で情報の書き込み、消去を可能とするリライタブルな感熱記録媒体を用いる非接触光書き込み消去装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロイコ染料系、ジアゾ化合物系感熱材料を利用した感熱書き込み方式がある。特定温度で発色と消色とを繰り返すことを可能とする可逆性の感熱記録紙等がある。感熱記録紙は、例えばサーマルヘッド等の加熱装置により加熱されて発色、消色される。このような感熱記録紙に対する記録方式には、例えばサーマルヘッド等の記録ヘッドを直接感熱記録紙に接触させる方式がある。
【０００３】
一方、感熱記録紙を用いた情報書き込みの技術には、例えば特許文献１、２がある。特許文献１は、可逆性の感熱材料を非接触で顕色、消色する方法に関し、基板上に、赤外線を吸収し発熱する赤外線吸収層と感熱記録層とを順次積層した情報記録媒体を開示する。このうち感熱記録層は、感熱発色層又は金属薄膜層から成る。この感熱記録層は、赤外線吸収層の熱によって発色又は変色或いは溶融して除去される。又、特許文献１は、赤外線レーザの照射により赤外線吸収層を発熱させ、この熱により感熱記録層を発色又は変色或いは溶融して除去させる記録方法を開示する。
【０００４】
この特許文献１は、赤外線レーザを出力する光源として高出力のレーザが必要である。このため、特許文献１において小型で比較的安価な半導体レーザを適用としても、この半導体レーザでは、数Ｗクラスが限界で、ライン型のサーマルヘッドクラスの記録スピードを実現できないのが現実である。数十Ｗ以上の出力を有する例えばＹＡＧレーザ等を用いる方法がある。しかしながら、ＹＡＧレーザ等を用いると、半導体レーザに比べて高価でかつ装置が大型化する。
【０００５】
特許文献２は、ヒートモード記録材料に画像記録（書き込み）を行うレーザビーム記録装置に関し、ｐｎ接合面に対して垂直方向に広がった断面楕円形状のレーザビームを射出する第１及び第２の半導体レーザと、これら半導体レーザから射出されたレーザビームを合成する偏向ビームスプリッタと、この偏向ビームスプリッタによって合成されたレーザビームを走査する走査光学系とを備える。この特許文献２は、第１の半導体レーザから射出されたレーザビームと第２の半導体レーザから射出されたレーザビームとを合成し、この合成したレーザビームの中心が何れか一方のレーザビームの断面形状における長軸方向の一端側にずれるように半導体レーザを配置する。そして、特許文献２は、何れか一方のレーザビームの断面形状における長軸方向に沿い、かつ合成したレーザビームの中心が進行方向に沿って後方側に位置する状態で、走査光学系によって主走査することを開示する。
【０００６】
一方、感熱記録紙に書き込まれた情報を消去する消去装置がある。この消去装置としては、例えばサーマルヘッドのようなライン状の発熱体（消去バーとも称する）を用いる方法や、レーザ書込み型の印字装置を消去にも併用する方法もある。レーザ書込み型の印字装置を消去にも併用する方法は、例えば２次元ベクトルスキャン方式で主に採用されている。このレーザ書込み型の印字装置では、感熱記録紙上に照射するレーザビームの位置を書き込み時と消去時とで変え、かつレーザビームを感熱記録紙上にデフォーカスさせて大きくし、掃きムラや書き込み時と消去時とにおけるレーザビームの位置誤差を吸収する方法が採用されている。
【特許文献１】特許第３２６６９２２号公報
【特許文献２】特許第２５６１０９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
感熱記録紙に書き込まれた情報を消去する技術に注目した場合、サーマルヘッド等の記録ヘッドや消去装置としての消去バーを直接感熱記録紙に接触させる方式では、記録ヘッドや消去バーを直接感熱記録紙に接触させるために、例えば、記録ヘッドや消去バーの磨耗、汚れ等が生じ易い。さらに、感熱記録紙の印字面が擦れて汚れる。付着物によるショートや過剰な電力供給等による記録ヘッドや消去バーの寿命が縮まる。記録ヘッドや消去バーに対する感熱記録紙のそのもの接触による傷や磨耗等に起因する寿命の短縮を招く。
【０００８】
レーザ書込み型の印字装置を消去にも併用する方法では、感熱記録紙上に照射するレーザビームの位置を書き込み時と消去時とで変え、かつレーザビームを感熱記録紙上にデフォーカスさせてレーザビームの照射領域を大きくし、消去する領域を広げている。これにより、掃きムラや書き込み時と消去時とにおけるレーザビームの位置誤差を吸収している。この消去方法は、例えば２次元ベクトルスキャン方式で書き込まれた情報を同ベクトルスキャン方式によって消去する場合、感熱記録紙上の記録位置を２次元的に正確に合わせ込むことが困難であることから用いられる。このような消去方法において、レーザビームをデフォーカスさせてその照射領域大きくする手法としては、例えば感熱記録紙又は書き込み／消去機構を移動させてレーザビームの光路長を変えることにより行っている。このため、感熱記録紙又は書き込み／消去機構を移動させるための機構が複雑化し、かつこの機構の複雑化の割には、消去の性能が書き込み時と消去時とにおけるレーザビームの位置誤差等によって十分に得られるものでなかった。
【０００９】
本発明の目的は、消去バー等の消去装置を別途設ける必要がなく、かつレーザビームをデフォーカスさせる等の書き込み時と消去時とにおける動作条件を大幅に変更することがなく、消去の性能を十分に得ることができる非接触光書き込み消去装置及びその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の主要な局面に係る非接触光書き込み消去装置は、常温より高い発色温度に加熱すると発色し、かつ常温で発色状態を維持しながら発色温度よりも低い消色温度に加熱すると消色する感熱記録媒体を搬送すると共に、当該搬送されている感熱記録媒体上にレーザビームをスキャンして感熱記録媒体上に情報の書き込みを行う非接触光書き込み消去装置において、感熱記録媒体上に記録されている情報の消去時、感熱記録媒体上にスキャンするレーザビームの走査スピードを書き込み時におけるレーザビームの走査スピードよりも速く設定し、レーザビームを感熱記録媒体上にスキャンしたときのエネルギー密度を感熱記録媒体を消色温度に加熱するに必要なエネルギー密度に制御する消去制御部を具備する。
【００１１】
本発明の他の主要な局面に係る非接触光書き込み消去方法は、常温より高い発色温度に加熱すると発色し、かつ常温で発色状態を維持しながら発色温度よりも低い消色温度に加熱すると消色する感熱記録媒体を搬送すると共に、当該搬送されている感熱記録媒体上にレーザビームをスキャンして感熱記録媒体上に情報の書き込みを行う非接触光書き込み消去方法において、感熱記録媒体上に書き込まれている情報の消去時、感熱記録媒体上にスキャンするレーザビームの走査スピードを書き込み時におけるレーザビームの走査スピードよりも速く設定し、レーザビームを感熱記録媒体上にスキャンしたときのエネルギー密度を感熱記録媒体を消色温度に加熱するに必要なエネルギー密度に制御する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、消去バー等の消去装置を別途設ける必要がなく、かつレーザビームをデフォーカスさせる等の書き込み時と消去時とにおける動作条件を大幅に変更することがなく、消去の性能を十分に得ることができる非接触光書き込み消去装置及びその方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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は非接触光書き込み消去装置の構成図を示す。本装置は、感熱記録媒体１に照射するレーザビームを出射するレーザ光源として半導体レーザ（ＬＤ）２を備える。この半導体レーザ２は、近赤外領域、例えば７５０ｎｍ〜１０００ｎｍに発光波長を有し、かつ数Ｗ程度の高出力のレーザビームを出力する。この半導体レーザ２は、例えばレーザプリンタ、レーザポインタ、ＤＶＤプレーヤ等に既に多数使用されている低出力の半導体レーザ（レーザダイオード：ＬＤ）と同一特性、すなわち広がり角度、出力−電流特性、温度特性を有する。この半導体レーザ２は、レーザビームの出力が大きい。これにより、半導体レーザ２は、供給電流量がアンペアクラスに大きく、かつ発熱量が大きくなるために冷却を必須とする。従って、半導体レーザ２は、それぞれ放熱板に固定され、かつ放熱板を強制冷却する。
【００１４】
この半導体レーザ２と感熱記録媒体１との間には、これら半導体レーザ２と感熱記録媒体１との間のレーザ光照射光路に沿ってコリメータレンズ３と、偏向走査機構４とが設けられている。このうちコリメータレンズ３は、半導体レーザ２から出力されるレーザビームＬ１の進行光路上に設けられている。このコリメータレンズ３は、半導体レーザ２から出力されたレーザビームＬを略平行光速に集光する。
偏向走査機構４は、走査ミラーとしてガルバノミラー５と、回転駆動部６とを有する。この回転駆動部６には、ガルバノミラー５が回転軸７を介して連結されている。この回転駆動部６は、回転軸７を介してガルバノミラー５を矢印ａ方向に折り返し往復して振る。以下、ガルバノミラー５の矢印ａ方向の往復動作をスキャン動作と称する。
【００１５】
以下、具体的に説明する。半導体レーザ２は、図２に示すようにレーザビームＬを出力するレーザ発光部１０が設けられている。このレーザ発光部１０には、活性層の接合面であるｐｎ接合面１１が形成されている。この半導体レーザ２は、レーザ発光部１０のｐｎ接合面１１の接合面方向を偏向走査機構４におけるガルバノミラー５の回転軸７に対して垂直方向に配置されている。レーザビームＬの偏向方向ｄは、ｐｎ接合面１１の接合面方向と同一方向である。レーザ発光部１０から発光されるレーザビームＬは、進行するに従って図１に示すようなプロファイルＰｆで広がる。ビームプロファイルＰｆは、ガウス分布を有する。
【００１６】
偏向走査機構４は、ガルバノミラー５の矢印ａ方向への折り返しの回転によってコリメータレンズ３により略平行光束に集光されたレーザビームＬを感熱記録媒体１上において主走査方向Ｓｍ１、Ｓｍ２に往復スキャンする。なお、Ｓｍ１を主走査方向の往路、Ｓｍ２を主走査方向の復路とする。図３は感熱記録媒体１上にスキャンされるレーザビームＬのビームプロファイルＢｐを示す。このレーザビームＬは、感熱記録媒体１上に円形のビームプロファイルＢｐとして形成される。これにより、ビームプロファイルＢｐは、略円形状に例えば縦横方向の各ビーム径ｅ１、ｅ２が共に１００μｍ程度に形成される。
【００１７】
感熱記録媒体１は、特定温度の加熱制御により発色と消色とを繰り返し、感熱記録、感熱消去を可能とするリライタブルな可逆性の媒体である。この感熱記録媒体１は、図４に示すように融点１８０℃以上をかけると印字層中に存在する染料と顕色剤とが溶け合った状態になり、この状態から急冷することにより染料と顕色剤とが混ざり合ったまま結晶化して発色する。一方、感熱記録媒体１は、ゆっくり冷却すると、染料と顕色剤とがそれぞれ結晶化する。これにより、感熱記録媒体１は、発色状態を保てず、消色状態になる。さらに、感熱記録媒体１は、染料と顕色剤との融点以下の温度である一定時間加熱すると、染料と顕色剤とが徐々に分離して結晶化し、消色状態となるものもある。消色領域の温度は、例えば約１３０℃〜１８０℃程度である。従って、感熱記録媒体１は、室温Ｔｒ（例えば２５℃）から発色温度Ｔ２（例えば１８０℃）を超えて加熱し、急冷すると発色する。この発色を消色するには、室温Ｔｒから一旦発色温度Ｔ２より低い温度である消色温度Ｔ１（例えば１３０℃）に加熱し、冷却すれば消色する。
搬送機構１２は、感熱記録媒体１を副走査方向Ｓｓと同一方向に例えば一定の搬送速度で搬送する。副走査方向Ｓｓは、主走査方向Ｓｍ１、Ｓｍ２に対して垂直方向である。この搬送機構１２は、すなわち、搬送機構１２は、予め設定された搬送速度を保って連続的に感熱記録媒体１を搬送する。
【００１８】
消去制御部１３は、感熱記録媒体１上に書き込まれている情報を消去する時、感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬの走査スピードを、情報の書き込み時におけるレーザビームＬの走査スピードよりも速く設定し、これによってレーザビームＬを感熱記録媒体１上にスキャンしたときのエネルギー密度を感熱記録媒体１を消色温度に加熱するに必要なエネルギー密度に制御する。
この場合、消去制御部１３は、消去時に、感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬのビーム径、レーザビームＬのパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードを、書き込み時における感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬのビーム径、レーザビームＬのパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードと同一条件とし、この条件下でレーザビームＬの感熱記録媒体１上における走査スピードを速く設定する。
【００１９】
具体的に消去制御部１３は、消去時、偏向走査機構４における回転駆動部６を駆動制御し、消去時におけるレーザビームＬの主走査方向Ｓｍ１、Ｓｍ２への走査スピードを、書き込み時におけるレーザビームＬの主走査方向Ｓｍ１、Ｓｍ２への走査スピードよりも速くする。このときのレーザビームＬの走査スピードは、例えば次のように設定される。通常の情報書き込み時、半導体レーザ２は、一定のレーザパワーでレーザビームＬを出力し、印字データ等の情報に応じてレーザビームＬの出力をオン、オフする。ガルバノミラー５の走査スピートは、一定で、かつ当該ガルバノミラー５の走査スピートに合わせて搬送機構１２による感熱記録媒体１の搬送スピードが設定される。又、半導体レーザ２から出力されるレーザビームＬのビーム径、レーザビームＬのパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードは、感熱記録媒体１に書き込む情報の解像度に応じて設定される。
【００２０】
一方、消去時、レーザビームＬの走査スピードが速くなると、感熱記録媒体１上に照射されるレーザビームＬの単位面積当たりのエネルギーが小さくなる。すなわちレーザビームＬのパワーと照射時間との積は小さくなる。従って、消去時、レーザビームＬを照射することにより感熱記録媒体１を消色領域の温度、例えば約１３０℃〜１８０℃程度になるように、半導体レーザ２の出力パワーに応じてガルバノミラー５の走査スピートが設定される。消去時におけるガルバノミラー５の走査スピートは、書き込み時におけるガルバノミラー５の走査スピートの例えば２倍に設定される。
なお、半導体レーザ２は、マウント１４上に設けられている。
【００２１】
次に、上記の如く構成された装置による書き込み、消去動作について説明する。
書き込み時、半導体レーザ２は、レーザビームＬを出力する。この半導体レーザ２は、一定のレーザパワーでレーザビームＬを出力し、印字データ等の情報に応じてレーザビームＬの出力をオン、オフする。このレーザビームＬは、ｐｎ接合面１１の接合面方向と同一方向の偏向方向ｄを有する。このレーザビームＬは、コリメータレンズ３により略平行光速に集光されて偏向走査機構４に入射する。
この偏向走査機構４は、回転駆動部６の回転駆動によって回転軸７を介してガルバノミラー５をスキャン動作させる。このガルバノミラー５のスキャン動作によりコリメータレンズ３により略平行光束に集光されたレーザビームＬは、感熱記録媒体１上において主走査方向Ｓｍ１、Ｓｍ２に往復スキャンされる。感熱記録媒体１上に往復スキャンされるレーザビームＬは、図３に示すように円形のビームプロファイルＢｐとして形成される。このビームプロファイルＢｐは、略円形状に例えば縦横方向の各ビーム径ｅ１、ｅ２が共に１００μｍ程度に形成される。
【００２２】
一方、搬送機構１２は、感熱記録媒体１を副走査方向Ｓｓと同一方向に例えば一定の搬送速度で搬送する。
しかるに、感熱記録媒体１上には、例えば図５に示すように円形のビームプロファイルＢｐに形成されたレーザビームＬが主走査方向Ｓｍ１、Ｓｍ２に往復スキャンされる。このように感熱記録媒体１面上にレーザビームＬが主走査方向Ｓｍ１、Ｓｍ２に往復スキャンされると、このときの感熱記録媒体１面上の温度は、発色温度にまで加熱される。これにより、感熱記録媒体１に対して情報の記録が可能となる。従って、例えば文字や記号、絵柄等の情報に応じてレーザビームＬの出力がオン・オフされると、感熱記録媒体１に例えば文字や記号、絵柄等の情報の記録が可能になる。感熱記録媒体１は、黒色に限らず、染色材料によって任意の色に発色可能である。
【００２３】
一方、消去時、半導体レーザ２は、レーザビームＬを出力する。この半導体レーザ２は、一定のレーザパワーでレーザビームＬを出力する。このレーザビームＬは、コリメータレンズ３により略平行光速に集光されて偏向走査機構４に入射する。この半導体レーザ２は、例えば文字や記号、絵柄等の情報に応じてレーザビームＬの出力がオン・オフする。
【００２４】
消去時、消去制御部１３は、感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬのビーム径、レーザビームＬのパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードを、書き込み時における感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬのビーム径、レーザビームＬのパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードと同一条件とし、この条件下で偏向走査機構４における回転駆動部６を駆動制御してガルバノミラー５のスキャン動作による走査スピードを、書き込み時におけるガルバノミラー５のスキャン動作による走査スピードよりも速く、例えば２倍に設定する。
【００２５】
このようなガルバノミラー５の走査スピードが例えば２倍に設定された状態で、偏向走査機構４は、回転駆動部６の回転駆動によって回転軸７を介してガルバノミラー５をスキャン動作させる。これにより、消去時における感熱記録媒体１上でのレーザビームＬの主走査方向Ｓｍ１、Ｓｍ２への走査スピードは、書き込み時におけるレーザビームＬの主走査方向Ｓｍ１、Ｓｍ２への走査スピードよりも例えば２倍速くなる。
【００２６】
このガルバノミラー５のスキャン動作によりコリメータレンズ３により略平行光束に集光されたレーザビームＬは、感熱記録媒体１上において書き込み時よりも例えば２倍の速さで主走査方向Ｓｍ１、Ｓｍ２に往復スキャンされる。このとき感熱記録媒体１上に往復スキャンされるレーザビームＬは、書き込み時と同様に、図３に示すように円形のビームプロファイルＢｐとして形成される。なお、ガルバノミラー５は、予め設定された走査スピードを保ちながら連続的にレーザビームＬを往復スキャンする。
【００２７】
一方、搬送機構１２は、感熱記録媒体１を副走査方向Ｓｓと同一方向に例えば一定の搬送速度を保って連続的に搬送する。
【００２８】
しかるに、感熱記録媒体１上には、例えば図５に示すように円形のビームプロファイルＢｐに形成されたレーザビームＬが書き込み時よりも例えば２倍の走査スピードで主走査方向Ｓｍ１、Ｓｍ２に往復スキャンされる。この消去時のレーザビームＬのビーム径、レーザビームＬのパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードは、書き込み時と同一条件に設定されているので、感熱記録媒体１上におけるレーザビームＬのスキャン線数は、書き込み時よりも例えば２倍に増加する。そして、レーザビームＬは、感熱記録媒体１上で重なり合って往復スキャンされる。このレーザビームＬは、書き込み時よりも例えば２倍の走査スピードで往復スキャンされるので、レーザビームＬの円形のビームプロファイルＢｐの２分の１の領域が互いに重なり合って（オーバラップ）感熱記録媒体１上に往復スキャンされる。このレーザビームＬの各領域がオーバラップする方向は、感熱記録媒体１が搬送機構１２により搬送される方向と同一方向である。
【００２９】
このようにレーザビームＬの走査スピードが速くなると、感熱記録媒体１上に照射されるレーザビームＬの単位面積当たりのエネルギーが小さくなる。すなわちレーザビームＬのパワーと照射時間との積は小さくなる。例えば、レーザビームＬを照射することにより感熱記録媒体１を消色領域の温度、例えば約１３０℃〜１８０℃程度になる。
このようにレーザビームＬが感熱記録媒体１面上に書き込み時よりも例えば２倍の走査スピードで往復スキャンされると、このときの感熱記録媒体１面上の温度は、上記消色領域の温度に加熱され、感熱記録媒体１に書き込まれている情報が消去される。
【００３０】
このように上記第１の実施の形態によれば、感熱記録媒体１上に書き込まれている情報を消去する時、レーザビームＬのビーム径、レーザビームＬのパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードを、書き込み時における感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬのビーム径、レーザビームＬのパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードと同一条件とし、この条件下でレーザビームＬの走査スピードを速くする。これにより、レーザビームＬを感熱記録媒体１上にスキャンしたときのエネルギー密度は、感熱記録媒体１を消色温度に加熱するに必要なエネルギー密度にできる。この結果、レーザビームＬの走査スピードを速くするだけで、感熱記録媒体１上に書き込まれている情報を消去できる。
【００３１】
レーザビームＬは、書き込み時よりも例えば２倍の走査スピードで往復スキャンされるので、レーザビームＬの円形のビームプロファイルＢｐの２分の１の領域が感熱記録媒体１の搬送方向と同一方向に互いに重なり合って感熱記録媒体１上に往復スキャンされる。これにより、感熱記録媒体１上でのレーザビームＬの重なり合う領域が増加するので、掃きムラや書き込み時と消去時とにおけるレーザビームＬの位置誤差により生じる消去残りや、感熱記録媒体１の搬送により生じる書き込み時と消去時とにおけるレーザビームＬの位置誤差により生じる消去残りを減少することが可能である。
レーザビームＬの走査スピードのみを速く設定すればよいので、書き込み時も消去時もレーザビームＬのビーム径、レーザビームＬのパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピード、さらには半導体レーザ２のオン、オフを同一条件に設定すればよく、簡単な変更で実現できる。又、別途消去装置を設ける必要がない。
【００３２】
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６は非接触光書き込み消去装置の構成図を示す。本装置は、半導体レーザ２と同様に、シングルモード半導体レーザ２０と、マルチモード半導体レーザ２１とを有する。これら半導体レーザ２０、２１は、それぞれ近赤外領域、例えば７５０ｎｍ〜１０００ｎｍに発光波長を有し、かつ数Ｗ程度の高出力のレーザビームＬ１、Ｌ２を出力する。これら半導体レーザ２０、２１は、例えばレーザプリンタ、レーザポインタ、ＤＶＤプレーヤ等に既に多数使用されている低出力の半導体レーザ（レーザダイオード：ＬＤ）と同一特性、すなわち広がり角度、出力−電流特性、温度特性を有する。これら半導体レーザ２０、２１は、レーザビームの出力が大きい。これにより、各半導体レーザ２０、２１は、供給電流量がアンペアクラスに大きく、かつ発熱量が大きくなるために冷却を必須とする。従って、各半導体レーザ２０、２１は、それぞれ放熱板に固定し、かつ放熱板を強制冷却する。
【００３３】
シングルモード半導体レーザ２０と感熱記録媒体１との間には、第１のコリメータレンズ２２と、偏光ビームスプリッタ２３と、偏向走査機構２４と、走査レンズ２５とが設けられている。マルチモード半導体レーザ２１と感熱記録媒体１との間には、第２のコリメータレンズ２６と、偏光ビームスプリッタ２３と、偏向走査機構２４と、走査レンズ２５とが設けられている。
第１のコリメータレンズ２２は、シングルモード半導体レーザ２０から出力されたシングルモードレーザビームＬ１を略平行光速に集光する。第２のコリメータレンズ２６は、マルチモード半導体レーザ２１から出力されたマルチモードレーザビームＬ２を略平行光速に集光する。
【００３４】
偏光ビームスプリッタ２３は、シングルモード半導体レーザ２０から出力されるシングルモードレーザビームＬ１を反射すると共に、マルチモード半導体レーザ２１から出力されるマルチモードレーザビームＬ２を透過し、これらシングルモードレーザビームＬ１とマルチモードレーザビームＬ２とを合成した合成レーザビームＬ３を出力する。
偏向走査機構２４は、ポリゴンミラー２７と、モータ等の回転駆動部２８とを有し、この回転駆動部２８に回転軸２９を介してポリゴンミラー２７が連結されている。回転駆動部２８は、回転軸２９を介してポリゴンミラー２７を一方向、例えば矢印ｆ方向に回転させる。
【００３５】
以下、具体的に説明する。シングルモード半導体レーザ２０は、図７に示すようにシングルモードレーザビームＬ１を出力するレーザ発光部３０を有する。このレーザ発光部３０には、ｐｎ接合面３１が形成されている。シングルモード半導体レーザ２０は、レーザ発光部３０のｐｎ接合面３１の接合面方向を偏向走査機構２４の偏光部材の回転軸、すなわちポリゴンミラー２７の回転軸２９に対して平行に配置している。
【００３６】
シングルモードレーザビームＬ１の偏向方向Ｓｄ１は、ｐｎ接合面３１の接合面方向と同一方向である。これにより、シングルモードレーザビームＬ１の偏向方向Ｓｄ１は、偏光ビームスプリッタ２３に対して垂直方向になるので、シングルモードレーザビームＬ１は、偏光ビームスプリッタ２３に対してＳ偏光になる。従って、偏光ビームスプリッタ２３は、シングルモード半導体レーザ２０から出力されるシングルモードレーザビームＬ１を反射する。
マルチモード半導体レーザ２１は、マルチモードレーザビームＬ２を出力するレーザ発光部３２を有する。このレーザ発光部３２は、上記図２に示すような第１の実施の形態における半導体レーザ２と同様な構成を有し、ｐｎ接合面が形成されている。このマルチモード半導体レーザ２１は、発光領域のｐｎ接合面の接合面方向を偏向走査機構２４の偏光部材の回転軸、すなわちポリゴンミラー２７の回転軸２９に対して垂直になるように配置されている。
【００３７】
マルチモードレーザビームＬ２の偏向方向Ｓｄ２は、ｐｎ接合面の接合面方向と同一方向である。マルチモードレーザビームＬ２の偏向方向Ｓｄ２は、ポリゴンミラー２７の回転軸２９に対して垂直方向になる。マルチモード半導体レーザ２１のレーザ発光部１５から出力されるマルチモードレーザビームＬ２の偏光方向Ｓｄ２は、偏光ビームスプリッタ２３に対して水平方向になるので、偏光ビームスプリッタ２３に対してＰ偏光になる。従って、偏光ビームスプリッタ２３は、マルチモード半導体レーザ２１から出力されるマルチモードレーザビームＬ２を透過する。
偏向走査機構２４は、ポリゴンミラー２７の矢印ｆ方向への回転により偏光ビームスプリッタ２３から出力された合成レーザビームＬ３を感熱記録媒体１上で主走査方向Ｓｍにスキャンする。このポリゴンミラー２７は、予め設定された走査スピードを保ちながら連続的にレーザビームＬ３をスキャンする。この合成レーザビームＬ３のスキャン方向は、マルチモードレーザビームＬ２の偏光方向Ｓｄ２と同一方向である。これにより、感熱記録媒体１上においてマルチモードレーザビームＬ２のビームプロファイルＰｆ２の横長方向は、主走査方向Ｓｍと一致する。
走査レンズ２５は、偏向走査機構２４による合成レーザビームＬ３の主走査方向Ｓｍの走査範囲上に設けられ、偏向走査機構２４により主走査された合成レーザビームＬ３を感熱記録媒体１面上に集光する。
【００３８】
図８及び図９は走査レンズ２５により感熱記録媒体１上に集光されるシングルモードレーザビームＬ１とマルチモードレーザビームＬ２とのビームプロファイルを示す。シングルモードレーザビームＬ１は、感熱記録媒体１上に円形のビームプロファイルＰｆ１として形成される。マルチモードレーザビームＬ２は、感熱記録媒体１上に横長形状のビームプロファイルＰｆ２として形成される。従って、合成レーザビームＬ３は、横長形状のビームプロファイルＰｆ２の中に、略円形のビームプロファイルＰｆ１を重ねた形状で感熱記録媒体１上に集光される。図８はマルチモードレーザビームＬ２の横長形状のビームプロファイルＰｆ２内において、円形のビームプロファイルＰｆ１のシングルモードレーザビームＬ１を感熱記録媒体１上におけるスキャン方向Ｓｍの後方側の位置に合成した合成ビームプロファイルを示す。図９はマルチモードレーザビームＬ２の横長形状のビームプロファイルＰｆ２内において、円形のビームプロファイルＰｆ１のシングルモードレーザビームＬ１を感熱記録媒体１上におけるスキャン方向Ｓｍの中心部の位置に合成した合成ビームプロファイルを示す。
【００３９】
図１０はシングルモードレーザビームＬ１及び合成レーザビームＬ３を感熱記録媒体１に照射したときの感熱記録媒体１上の温度と発色・消色等の関係を示す。感熱記録媒体１は、室温Ｔｒ（例えば２５℃）から発色温度Ｔ２（例えば１８０℃）を超えて加熱し、急冷すると発色する。この発色を消色するには、室温Ｔｒから一旦発色温度Ｔ２より低い温度である消色温度Ｔ１（例えば１３０℃）に加熱し、冷却すれば消色する。
しかるに、シングルモードレーザビームＬ１は、単独で、感熱記録媒体１に照射することにより感熱記録媒体１の印字層を消色温度Ｔ１以下の温度まで加熱可能な出力パワーを有する。これにより、感熱記録媒体１は発色しない。
【００４０】
一方、マルチモードレーザビームＬ２は、単独で、感熱記録媒体１に照射することにより感熱記録媒体１の印字層を発色温度Ｔ２以下ではあるが消色温度Ｔ１まで加熱可能な出力パワーを有する。これにより、マルチモードレーザビームＬ２を単独で感熱記録媒体１に照射したときの温度上昇は、消色温度Ｔ１以上でかつ発色温度Ｔ２以下であり、感熱記録媒体１の発色を消色可能な消去領域に温度上昇する。
【００４１】
消去制御部３３は、消去時、感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬ３の走査スピードを、書き込み時におけるレーザビームＬ３の走査スピードよりも速く設定し、これによってレーザビームＬ３を感熱記録媒体１上にスキャンしたときのエネルギー密度を感熱記録媒体１を消色温度に加熱するに必要なエネルギー密度に制御する。このとき消去制御部３３は、感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬ３のビーム径、レーザビームＬ３のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードを、書き込み時における感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬ３のビーム径、レーザビームＬ３のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードと同一条件とし、この条件下でレーザビームＬ３の走査スピードを速く設定する。
【００４２】
具体的に消去制御部３３は、消去時、偏向走査機構２４における回転駆動部２８を駆動制御してポリゴンミラー２７の走査スピードを、書き込み時におけるポリゴンミラー２７のスキャン動作による走査スピードよりも速く設定し、消去時におけるレーザビームＬ３の主走査方向Ｓｍへの走査スピードを書き込み時におけるレーザビームＬ３の主走査方向Ｓｍ１への走査スピードよりも速くする。
レーザビームＬ３の走査スピードは、例えば次のように設定される。通常の情報書き込み時、例えばシングルモード半導体レーザ２０は、一定のレーザパワーでレーザビームＬ１を出力し、印字データ等の情報に応じてレーザビームＬ１の出力をオン、オフする。マルチモード半導体レーザ２１も、一定のレーザパワーでレーザビームＬ２を出力する。このマルチモード半導体レーザ２１から出力されるレーザビームＬ２のビーム径、レーザビームＬ２のパワーは、感熱記録媒体１に書き込む情報の解像度に応じて設定される。
【００４３】
ポリゴンミラー２７の走査スピートは、一定で、このポリゴンミラー２７の走査スピートに合わせて搬送機構１２による感熱記録媒体１の搬送スピードが設定される。又、シングルモード半導体レーザ２０から出力されるレーザビームＬ１のビーム径、レーザビームＬ１のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードは、感熱記録媒体１に書き込む情報の解像度に応じて設定される。
【００４４】
消去時、レーザビームＬ３の走査スピードが速くなると、上記同様に、感熱記録媒体１上に照射されるレーザビームＬ３の単位面積当たりのエネルギーが小さくなる。従って、消去時、レーザビームＬ３を照射することにより感熱記録媒体１を消色領域の温度、例えば約１３０℃〜１８０℃程度になるように、シングルモード半導体レーザ２０とマルチモード半導体レーザ２１との出力パワーに応じてポリゴンミラー２７の走査スピートが設定される。消去時におけるポリゴンミラー２７の走査スピートは、書き込み時におけるポリゴンミラー２７の走査スピートの例えば２倍に設定される。
次に、上記の如く構成された装置による書き込み、消去動作について説明する。
書き込み時、シングルモード半導体レーザ２０は、偏光ビームスプリッタ２３に対してＳ偏光のシングルモードレーザビームＬ１を出力する。このシングルモードレーザビームＬ１は、第１のコリメータレンズ２２により略平行光速に集光されて偏光ビームスプリッタ２３に入射する。マルチモード半導体レーザ２１は、偏光ビームスプリッタ２３に対してＰ偏光のマルチモードレーザビームＬ２を出力する。このマルチモードレーザビームＬ２は、第２のコリメータレンズ２６により略平行光速に集光されて偏光ビームスプリッタ２３に入射する。
【００４５】
偏光ビームスプリッタ２３は、シングルモード半導体レーザ２０から出力されたシングルモードレーザビームＬ１を反射すると共に、マルチモード半導体レーザ２１から出力されたマルチモードレーザビームＬ２を透過し、合成のレーザビームＬ３として出力する。
【００４６】
偏向走査機構２４は、回転駆動部２８の駆動により回転軸２９を介してポリゴンミラー２７を矢印ｆ方向に連続して回転させる。これにより、ポリゴンミラー２７は、偏光ビームスプリッタ２３から出力された合成レーザビームＬ３を感熱記録媒体１上において主走査方向Ｓｍに主走査する。
走査レンズ２５は、偏向走査機構２４により主走査された合成レーザビームＬ３を感熱記録媒体１面上に集光する。この合成レーザビームＬ３は、例えば図８又は図９に示すようにマルチモードレーザビームＬ２の横長形状のビームプロファイルＰｆ２内に、シングルモードレーザビームＬ１の円形状ビームプロファイルＰｆ１が重なって感熱記録媒体１面上に集光される。
【００４７】
この合成のレーザビームＬ３は、感熱記録媒体１面上において、マルチモードレーザビームＬ２のビームプロファイルＰｆ２の横長方向と同一方向に主走査される。先ず、合成レーザビームＬ３に含まれるマルチモードレーザビームＬ２が単独で感熱記録媒体１面上に照射される。このときの感熱記録媒体１面上の温度は、図１０に示すように発色温度Ｔ２以下であるが、消色温度Ｔ１まで急熱され上昇する。
【００４８】
次に、感熱記録媒体１面上には、マルチモードレーザビームＬ２とシングルモードレーザビームＬ１とが重なって照射される。このときの感熱記録媒体１面上の温度は、消色温度Ｔ１まで加熱された状態から更に発色温度Ｔ２にまで急熱され上昇する。これにより、感熱記録媒体１に対する情報の記録が可能となる。
次に、シングルモードレーザビームＬ１の照射が終わり、引き続いてマルチモードレーザビームＬ２の照射が終わり、感熱記録媒体１の印字層は急冷される。これによって、マルチモードレーザビームＬ２が単独で照射された感熱記録媒体１の印字層の部分は、元々記録され、発色した黒色の部分があれば、消色される。更に、マルチモードレーザビームＬ２とシングルモードレーザビームＬ１とが重なって照射された感熱記録媒体１の印字層の部分は、黒色に発色する。従って、例えば文字や記号、絵柄等の情報に応じてシングルモードレーザビームＬ１の出力をオン・オフすれば、感熱記録媒体１に例えば文字や記号、絵柄等の情報の記録が可能になる。感熱記録媒体１は、黒色に限らず、染色材料によって任意の色に発色可能である。
【００４９】
一方、消去時、シングルモード半導体レーザ２０は、上記同様に、偏光ビームスプリッタ２３に対してＳ偏光のシングルモードレーザビームＬ１を出力する。このシングルモード半導体レーザ２０は、例えば文字や記号、絵柄等の情報に応じてレーザビームＬ１の出力がオン・オフする。このシングルモードレーザビームＬ１は、第１のコリメータレンズ２２により略平行光速に集光されて偏光ビームスプリッタ２３に入射する。一方、マルチモード半導体レーザ２１も、上記同様に、偏光ビームスプリッタ２３に対してＰ偏光のマルチモードレーザビームＬ２を出力する。このマルチモードレーザビームＬ２は、第２のコリメータレンズ２６により略平行光速に集光されて偏光ビームスプリッタ２３に入射する。
【００５０】
偏光ビームスプリッタ２３は、シングルモード半導体レーザ２０から出力されたシングルモードレーザビームＬ１を反射すると共に、マルチモード半導体レーザ２１から出力されたマルチモードレーザビームＬ２を透過し、合成のレーザビームＬ３として出力する。
【００５１】
消去時、消去制御部３３は、感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬ３のビーム径、レーザビームＬ３のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードを、書き込み時における感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬ３のビーム径、レーザビームＬ３のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードと同一条件とし、この条件下で感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬ３の走査スピードを、感熱記録媒体１を消色領域の温度、例えば約１３０℃〜１８０℃程度になるように、シングルモード半導体レーザ２０とマルチモード半導体レーザ２１との各出力パワーに応じてポリゴンミラー２７の走査スピートが設定される。消去時におけるポリゴンミラー２７の走査スピートは、書き込み時におけるポリゴンミラー２７の走査スピートの例えば２倍に設定される。
【００５２】
一方、搬送機構１２は、感熱記録媒体１を副走査方向Ｓｓと同一方向に例えば一定の搬送速度で搬送する。
しかるに、感熱記録媒体１上には、レーザビームＬ３が書き込み時よりも例えば２倍の走査スピードで主走査方向Ｓｍに繰り返しスキャンされる。この消去時のレーザビームＬ３のビーム径、レーザビームＬ３のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードは、書き込み時と同一条件に設定されているので、感熱記録媒体１上におけるレーザビームＬ３のスキャン線数は、書き込み時よりも例えば２倍に増加する。このレーザビームＬ３は、書き込み時よりも例えば２倍の走査スピードで往復スキャンされるので、このレーザビームＬ３の領域が互いにオーバラップして感熱記録媒体１上にスキャンされる。このレーザビームＬ３の各領域がオーバラップする方向は、感熱記録媒体１が搬送機構１２により搬送される方向と同一方向である。
【００５３】
このようにレーザビームＬ３の走査スピードが速くなると、感熱記録媒体１上に照射されるレーザビームＬ３の単位面積当たりのエネルギーが小さくなる。これにより、レーザビームＬ３を照射することにより感熱記録媒体１を消色領域の温度、例えば約１３０℃〜１８０℃程度になる。感熱記録媒体１に書き込まれている情報が消去される。
【００５４】
このように上記第２の実施の形態によれば、感熱記録媒体１上に書き込まれている情報を消去する時、レーザビームＬ３のビーム径、レーザビームＬ３のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードを、書き込み時における感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬ３のビーム径、レーザビームＬ３のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードと同一条件とし、この条件下でレーザビームＬ３の走査スピードを速くするので、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００５５】
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６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は非接触光書き込み消去装置の構成図を示す。偏向走査機構４０は、ガルバノミラー４１と、回転駆動部４３とを有する。回転駆動部４３には、ガルバノミラー４１が回転軸４２を介して連結されている。回転駆動部４３は、回転軸４２を介してガルバノミラー４１を矢印ｇ方向にスキャン動作させる。ガルバノミラー４１の回転軸４２は、シングルモードレーザビームＬ１の偏向方向Ｓｄ１に対して平行で、かつマルチモードレーザビームＬ２の偏光方向Ｓｄ２に対して垂直な方向に設けられている。これにより、偏向走査機構４０は、ガルバノミラー４１の矢印ｇ方向へのスキャン動作により偏光ビームスプリッタ２３から出力された合成レーザビームＬ３を感熱記録媒体１上に往復してスキャンする。このガルバノミラー４１は、予め設定された走査スピードを保ちながら連続的にレーザビームＬ３を往復スキャンする。このスキャンは、マルチモードレーザビームＬ２の偏光方向Ｓｄ２と同一方向である。このスキャンは、往路の主走査方向Ｓｍ１と、復路の主走査方向Ｓｍ２とから成る。
【００５６】
消去制御部４４は、感熱記録媒体１上に書き込まれている情報を消去する時、感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬ３の走査スピードを、書き込み時におけるレーザビームＬ３の走査スピードよりも速く設定し、これによってレーザビームＬ３を感熱記録媒体１上にスキャンしたときのエネルギー密度を感熱記録媒体１を消色温度に加熱するに必要なエネルギー密度に制御する。このとき消去制御部４４は、消去時に、感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬ３のビーム径、レーザビームＬ３のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードを、書き込み時における感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬ３のビーム径、レーザビームＬ３のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードと同一条件とし、この条件下でレーザビームＬ３の走査スピードを速く設定する。
【００５７】
具体的に消去制御部４４は、消去時、偏向走査機構４０における回転駆動部４３を駆動制御してガルバノミラー４１の走査スピードを、書き込み時におけるガルバノミラー４１のスキャン動作による走査スピードよりも速く設定し、消去時におけるレーザビームＬ３の主走査方向Ｓｍ１、Ｓｍ２への走査スピードを書き込み時におけるレーザビームＬの主走査方向Ｓｍ１、Ｓｍ２への走査スピードよりも速くする。
レーザビームＬ３の走査スピードは、例えば次のように設定される。通常の書き込み時、例えばシングルモード半導体レーザ２０は、一定のレーザパワーでレーザビームＬ１を出力し、印字データ等の情報に応じてレーザビームＬ１の出力をオン、オフする。ガルバノミラー４１の走査スピートは、一定で、かつ当該ガルバノミラー４１の走査スピートに合わせて搬送機構１２による感熱記録媒体１の搬送スピードが設定される。又、シングルモード半導体レーザ２０から出力されるレーザビームＬ１のビーム径、レーザビームＬ１のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードは、感熱記録媒体１に書き込む情報の解像度に応じて設定される。
【００５８】
消去時、レーザビームＬ３の走査スピードが速くなると、上記同様に、感熱記録媒体１上に照射されるレーザビームＬ３の単位面積当たりのエネルギーが小さくなる。従って、消去時、レーザビームＬ３を照射することにより感熱記録媒体１を消色領域の温度、例えば約１３０℃〜１８０℃程度になるように、シングルモード半導体レーザ２０とマルチモード半導体レーザ２１との出力パワーに応じてガルバノミラー４１の走査スピートが設定される。消去時におけるガルバノミラー４１の走査スピートは、書き込み時におけるガルバノミラー４１の走査スピートの例えば２倍に設定される。
【００５９】
次に、上記の如く構成された装置による書き込み、消去動作について説明する。
書き込み時、シングルモード半導体レーザ２０から出力されたシングルモードレーザビームＬ１とマルチモード半導体レーザ２１から出力されたマルチモードレーザビームＬ２とは、上記同様に、偏光ビームスプリッタ２３に入射し、この偏光ビームスプリッタ２３から合成のレーザビームＬ３として出力される。
【００６０】
偏向走査機構４０は、回転駆動部４３の回転駆動によって回転軸４２を介してガルバノミラー４１をスキャン動作させる。このガルバノミラー４１のスキャン動作によりレーザビームＬ３は、感熱記録媒体１上において主走査方向Ｓｍ１、Ｓｍ２に往復スキャンされる。この合成レーザビームＬ３は、例えば上記図８又は図９に示すようにマルチモードレーザビームＬ２の横長形状のビームプロファイルＰｆ２内に、シングルモードレーザビームＬ１の円形状ビームプロファイルＰｆ１が重なって感熱記録媒体１面上に集光される。この合成レーザビームＬ３は、感熱記録媒体１面上において、マルチモードレーザビームＬ２のビームプロファイルＰｆ２の横長方向と同一方向に主走査される。
【００６１】
一方、搬送機構１２は、感熱記録媒体１を副走査方向Ｓｓと同一方向に例えば一定の搬送速度で搬送する。これにより、感熱記録媒体１の全面上に合成レーザビームＬ３がスキャンされる。この結果、感熱記録媒体１上に情報が記録される。感熱記録媒体１上に情報が記録されるときの作用は上記第２の実施の形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００６２】
一方、消去時、シングルモード半導体レーザ２０は、上記同様に、偏光ビームスプリッタ２３に対してＳ偏光のシングルモードレーザビームＬ１を出力する。このシングルモード半導体レーザ２０は、例えば文字や記号、絵柄等の情報に応じてレーザビームＬ１の出力がオン・オフする。このシングルモードレーザビームＬ１は、第１のコリメータレンズ２２により略平行光速に集光されて偏光ビームスプリッタ２３に入射する。一方、マルチモード半導体レーザ２１も、上記同様に、偏光ビームスプリッタ２３に対してＰ偏光のマルチモードレーザビームＬ２を出力する。このマルチモードレーザビームＬ２は、第２のコリメータレンズ２６により略平行光速に集光されて偏光ビームスプリッタ２３に入射する。
【００６３】
偏光ビームスプリッタ２３は、シングルモード半導体レーザ２０から出力されたシングルモードレーザビームＬ１を反射すると共に、マルチモード半導体レーザ２１から出力されたマルチモードレーザビームＬ２を透過し、合成のレーザビームＬ３として出力する。
【００６４】
消去時、消去制御部４４は、感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬ３のビーム径、レーザビームＬ３のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードを、書き込み時における感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬ３のビーム径、レーザビームＬ３のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードと同一条件とし、この条件下で感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬ３の走査スピードを、感熱記録媒体１を消色領域の温度、例えば約１３０℃〜１８０℃程度になるように、半導体レーザ２の出力パワーに応じてポリゴンミラー２７の走査スピートが設定される。例えば、ガルバノミラー４１の走査スピートは、書き込み時におけるガルバノミラー４１の走査スピートの例えば２倍に設定される。
【００６５】
一方、搬送機構１２は、感熱記録媒体１を副走査方向Ｓｓと同一方向に例えば一定の搬送速度で搬送する。
しかるに、感熱記録媒体１上には、レーザビームＬ３が書き込み時よりも例えば２倍の走査スピードで主走査方向Ｓｍに繰り返しスキャンされる。この消去時のレーザビームＬ３のビーム径、レーザビームＬ３のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードは、書き込み時と同一条件に設定されているので、感熱記録媒体１上におけるレーザビームＬ３のスキャン線数は、書き込み時よりも例えば２倍に増加する。このレーザビームＬ３は、書き込み時よりも例えば２倍の走査スピードで往復スキャンされるので、このレーザビームＬ３の領域が互いにオーバラップして感熱記録媒体１上にスキャンされる。このレーザビームＬ３の各領域がオーバラップする方向は、感熱記録媒体１が搬送機構１２により搬送される方向と同一方向である。
【００６６】
このようにレーザビームＬ３の走査スピードが速くなると、感熱記録媒体１上に照射されるレーザビームＬ３の単位面積当たりのエネルギーが小さくなる。これにより、レーザビームＬ３を照射することにより感熱記録媒体１を消色領域の温度、例えば約１３０℃〜１８０℃程度になる。感熱記録媒体１に書き込まれている情報が消去される。
【００６７】
このように上記第３の実施の形態によれば、感熱記録媒体１上に書き込まれている情報を消去する時、レーザビームＬ３のビーム径、レーザビームＬ３のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードを、書き込み時における感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬ３のビーム径、レーザビームＬ３のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードと同一条件とし、この条件下でレーザビームＬ３の走査スピードを速くするので、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００６８】
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。
例えば、上記各実施の形態では、消去時のレーザビームＬ等の走査スピードを書き込み時の走査スピードよりも例えば２倍に設定しているが、これに限らず、感熱記録媒体１を消色領域の温度、例えば約１３０℃〜１８０℃程度に加熱可能であれば、消去時のレーザビームＬ等の走査スピードを如何なる走査スピードに設定してもよい。
【００６９】
又、感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームは、１本のレーザビームＬ、又はレーザビームＬ１とレーザビームＬ２とを合成したレーザビームＬ３であるが、これに限らず、３本以上のレーザビームを合成したレーザビームで合ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明に係る非接触光書き込み消去装置の第１の実施の形態を示す構成図。
【図２】同装置における半導体レーザに設けられたレーザ発光部を示す構成図。
【図３】同装置に用いる感熱記録媒体上にスキャンされるレーザビームのビームプロファイルを示す図。
【図４】同装置に用いる感熱記録媒体の記録・消去特性を示す図。
【図５】同装置における書き込み時と消去時とにおけるレーザビームのスキャンを示す図。
【図６】本発明に係る非接触光書き込み消去装置の第２の実施の形態を示す構成図。
【図７】同装置におけるマルチモード半導体レーザに設けられたレーザ発光部を示す構成図。
【図８】同装置における感熱記録媒体上に集光されるシングルモードレーザビームとマルチモードレーザビームとのビームプロファイルを示す図。
【図９】同装置における感熱記録媒体上に集光されるシングルモードレーザビームとマルチモードレーザビームとのビームプロファイルを示す図。
【図１０】同装置におけるシングルモードレーザビーム及び合成レーザビームを感熱記録媒体に照射したときの感熱記録媒体上の温度と発色・消色等の関係を示す図。
【図１１】本発明に係る非接触光書き込み消去装置の第３の実施の形態を示す構成図。
【符号の説明】
【００７１】
１：感熱記録媒体、２：半導体レーザ（ＬＤ）、３：コリメータレンズ２２：偏向走査機構、５：ガルバノミラー、６：回転駆動部、７：回転軸、１０：レーザ発光部、１１：ｐｎ接合面、１２：搬送機構、１３：消去制御部、１４：マウント、２０：シングルモード半導体レーザ、２１：マルチモード半導体レーザ、２２：第１のコリメータレンズ、２３：偏光ビームスプリッタ、２４：偏向走査機構、２５：走査レンズ、２６：第２のコリメータレンズ、２７：ポリゴンミラー、２８：回転駆動部、２９：回転軸、３０：レーザ発光部、３１：ｐｎ接合面、３２：レーザ発光部、３３：消去制御部、４０：偏向走査機構、４１：ガルバノミラー、４２：回転軸、４３：回転駆動部、４４：消去制御部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばサーマルヘッド等の加熱装置を直接接触することなく非接触で情報の書き込み、消去を可能とするリライタブルな感熱記録媒体を用いる非接触光書き込み消去装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロイコ染料系、ジアゾ化合物系感熱材料を利用した感熱書き込み方式がある。特定温度で発色と消色とを繰り返すことを可能とする可逆性の感熱記録紙等がある。感熱記録紙は、例えばサーマルヘッド等の加熱装置により加熱されて発色、消色される。このような感熱記録紙に対する記録方式には、例えばサーマルヘッド等の記録ヘッドを直接感熱記録紙に接触させる方式がある。
【０００３】
一方、感熱記録紙を用いた情報書き込みの技術には、例えば特許文献１、２がある。特許文献１は、可逆性の感熱材料を非接触で顕色、消色する方法に関し、基板上に、赤外線を吸収し発熱する赤外線吸収層と感熱記録層とを順次積層した情報記録媒体を開示する。このうち感熱記録層は、感熱発色層又は金属薄膜層から成る。この感熱記録層は、赤外線吸収層の熱によって発色又は変色或いは溶融して除去される。又、特許文献１は、赤外線レーザの照射により赤外線吸収層を発熱させ、この熱により感熱記録層を発色又は変色或いは溶融して除去させる記録方法を開示する。
【０００４】
この特許文献１は、赤外線レーザを出力する光源として高出力のレーザが必要である。このため、特許文献１において小型で比較的安価な半導体レーザを適用としても、この半導体レーザでは、数Ｗクラスが限界で、ライン型のサーマルヘッドクラスの記録スピードを実現できないのが現実である。数十Ｗ以上の出力を有する例えばＹＡＧレーザ等を用いる方法がある。しかしながら、ＹＡＧレーザ等を用いると、半導体レーザに比べて高価でかつ装置が大型化する。
【０００５】
特許文献２は、ヒートモード記録材料に画像記録（書き込み）を行うレーザビーム記録装置に関し、ｐｎ接合面に対して垂直方向に広がった断面楕円形状のレーザビームを射出する第１及び第２の半導体レーザと、これら半導体レーザから射出されたレーザビームを合成する偏向ビームスプリッタと、この偏向ビームスプリッタによって合成されたレーザビームを走査する走査光学系とを備える。この特許文献２は、第１の半導体レーザから射出されたレーザビームと第２の半導体レーザから射出されたレーザビームとを合成し、この合成したレーザビームの中心が何れか一方のレーザビームの断面形状における長軸方向の一端側にずれるように半導体レーザを配置する。そして、特許文献２は、何れか一方のレーザビームの断面形状における長軸方向に沿い、かつ合成したレーザビームの中心が進行方向に沿って後方側に位置する状態で、走査光学系によって主走査することを開示する。
【０００６】
一方、感熱記録紙に書き込まれた情報を消去する消去装置がある。この消去装置としては、例えばサーマルヘッドのようなライン状の発熱体（消去バーとも称する）を用いる方法や、レーザ書込み型の印字装置を消去にも併用する方法もある。レーザ書込み型の印字装置を消去にも併用する方法は、例えば２次元ベクトルスキャン方式で主に採用されている。このレーザ書込み型の印字装置では、感熱記録紙上に照射するレーザビームの位置を書き込み時と消去時とで変え、かつレーザビームを感熱記録紙上にデフォーカスさせて大きくし、掃きムラや書き込み時と消去時とにおけるレーザビームの位置誤差を吸収する方法が採用されている。
【特許文献１】特許第３２６６９２２号公報
【特許文献２】特許第２５６１０９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
感熱記録紙に書き込まれた情報を消去する技術に注目した場合、サーマルヘッド等の記録ヘッドや消去装置としての消去バーを直接感熱記録紙に接触させる方式では、記録ヘッドや消去バーを直接感熱記録紙に接触させるために、例えば、記録ヘッドや消去バーの磨耗、汚れ等が生じ易い。さらに、感熱記録紙の印字面が擦れて汚れる。付着物によるショートや過剰な電力供給等による記録ヘッドや消去バーの寿命が縮まる。記録ヘッドや消去バーに対する感熱記録紙のそのもの接触による傷や磨耗等に起因する寿命の短縮を招く。
【０００８】
レーザ書込み型の印字装置を消去にも併用する方法では、感熱記録紙上に照射するレーザビームの位置を書き込み時と消去時とで変え、かつレーザビームを感熱記録紙上にデフォーカスさせてレーザビームの照射領域を大きくし、消去する領域を広げている。これにより、掃きムラや書き込み時と消去時とにおけるレーザビームの位置誤差を吸収している。この消去方法は、例えば２次元ベクトルスキャン方式で書き込まれた情報を同ベクトルスキャン方式によって消去する場合、感熱記録紙上の記録位置を２次元的に正確に合わせ込むことが困難であることから用いられる。このような消去方法において、レーザビームをデフォーカスさせてその照射領域大きくする手法としては、例えば感熱記録紙又は書き込み／消去機構を移動させてレーザビームの光路長を変えることにより行っている。このため、感熱記録紙又は書き込み／消去機構を移動させるための機構が複雑化し、かつこの機構の複雑化の割には、消去の性能が書き込み時と消去時とにおけるレーザビームの位置誤差等によって十分に得られるものでなかった。
【０００９】
本発明の目的は、消去バー等の消去装置を別途設ける必要がなく、かつレーザビームをデフォーカスさせる等の書き込み時と消去時とにおける動作条件を大幅に変更することがなく、消去の性能を十分に得ることができる非接触光書き込み消去装置及びその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の主要な局面に係る非接触光書き込み消去装置は、常温より高い発色温度に加熱すると発色し、かつ常温で発色状態を維持しながら発色温度よりも低い消色温度に加熱すると消色する感熱記録媒体を搬送すると共に、当該搬送されている感熱記録媒体上にレーザビームをスキャンして感熱記録媒体上に情報の書き込みを行う非接触光書き込み消去装置において、感熱記録媒体上に記録されている情報の消去時、感熱記録媒体上にスキャンするレーザビームの走査スピードを書き込み時におけるレーザビームの走査スピードよりも速く設定し、レーザビームを感熱記録媒体上にスキャンしたときのエネルギー密度を感熱記録媒体を消色温度に加熱するに必要なエネルギー密度に制御する消去制御部を具備する。
【００１１】
本発明の他の主要な局面に係る非接触光書き込み消去方法は、常温より高い発色温度に加熱すると発色し、かつ常温で発色状態を維持しながら発色温度よりも低い消色温度に加熱すると消色する感熱記録媒体を搬送すると共に、当該搬送されている感熱記録媒体上にレーザビームをスキャンして感熱記録媒体上に情報の書き込みを行う非接触光書き込み消去方法において、感熱記録媒体上に書き込まれている情報の消去時、感熱記録媒体上にスキャンするレーザビームの走査スピードを書き込み時におけるレーザビームの走査スピードよりも速く設定し、レーザビームを感熱記録媒体上にスキャンしたときのエネルギー密度を感熱記録媒体を消色温度に加熱するに必要なエネルギー密度に制御する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、消去バー等の消去装置を別途設ける必要がなく、かつレーザビームをデフォーカスさせる等の書き込み時と消去時とにおける動作条件を大幅に変更することがなく、消去の性能を十分に得ることができる非接触光書き込み消去装置及びその方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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は非接触光書き込み消去装置の構成図を示す。本装置は、感熱記録媒体１に照射するレーザビームを出射するレーザ光源として半導体レーザ（ＬＤ）２を備える。この半導体レーザ２は、近赤外領域、例えば７５０ｎｍ〜１０００ｎｍに発光波長を有し、かつ数Ｗ程度の高出力のレーザビームを出力する。この半導体レーザ２は、例えばレーザプリンタ、レーザポインタ、ＤＶＤプレーヤ等に既に多数使用されている低出力の半導体レーザ（レーザダイオード：ＬＤ）と同一特性、すなわち広がり角度、出力−電流特性、温度特性を有する。この半導体レーザ２は、レーザビームの出力が大きい。これにより、半導体レーザ２は、供給電流量がアンペアクラスに大きく、かつ発熱量が大きくなるために冷却を必須とする。従って、半導体レーザ２は、それぞれ放熱板に固定され、かつ放熱板を強制冷却する。
【００１４】
この半導体レーザ２と感熱記録媒体１との間には、これら半導体レーザ２と感熱記録媒体１との間のレーザ光照射光路に沿ってコリメータレンズ３と、偏向走査機構４とが設けられている。このうちコリメータレンズ３は、半導体レーザ２から出力されるレーザビームＬ１の進行光路上に設けられている。このコリメータレンズ３は、半導体レーザ２から出力されたレーザビームＬを略平行光速に集光する。
偏向走査機構４は、走査ミラーとしてガルバノミラー５と、回転駆動部６とを有する。この回転駆動部６には、ガルバノミラー５が回転軸７を介して連結されている。この回転駆動部６は、回転軸７を介してガルバノミラー５を矢印ａ方向に折り返し往復して振る。以下、ガルバノミラー５の矢印ａ方向の往復動作をスキャン動作と称する。
【００１５】
以下、具体的に説明する。半導体レーザ２は、図２に示すようにレーザビームＬを出力するレーザ発光部１０が設けられている。このレーザ発光部１０には、活性層の接合面であるｐｎ接合面１１が形成されている。この半導体レーザ２は、レーザ発光部１０のｐｎ接合面１１の接合面方向を偏向走査機構４におけるガルバノミラー５の回転軸７に対して垂直方向に配置されている。レーザビームＬの偏向方向ｄは、ｐｎ接合面１１の接合面方向と同一方向である。レーザ発光部１０から発光されるレーザビームＬは、進行するに従って図１に示すようなプロファイルＰｆで広がる。ビームプロファイルＰｆは、ガウス分布を有する。
【００１６】
偏向走査機構４は、ガルバノミラー５の矢印ａ方向への折り返しの回転によってコリメータレンズ３により略平行光束に集光されたレーザビームＬを感熱記録媒体１上において主走査方向Ｓｍ１、Ｓｍ２に往復スキャンする。なお、Ｓｍ１を主走査方向の往路、Ｓｍ２を主走査方向の復路とする。図３は感熱記録媒体１上にスキャンされるレーザビームＬのビームプロファイルＢｐを示す。このレーザビームＬは、感熱記録媒体１上に円形のビームプロファイルＢｐとして形成される。これにより、ビームプロファイルＢｐは、略円形状に例えば縦横方向の各ビーム径ｅ１、ｅ２が共に１００μｍ程度に形成される。
【００１７】
感熱記録媒体１は、特定温度の加熱制御により発色と消色とを繰り返し、感熱記録、感熱消去を可能とするリライタブルな可逆性の媒体である。この感熱記録媒体１は、図４に示すように融点１８０℃以上をかけると印字層中に存在する染料と顕色剤とが溶け合った状態になり、この状態から急冷することにより染料と顕色剤とが混ざり合ったまま結晶化して発色する。一方、感熱記録媒体１は、ゆっくり冷却すると、染料と顕色剤とがそれぞれ結晶化する。これにより、感熱記録媒体１は、発色状態を保てず、消色状態になる。さらに、感熱記録媒体１は、染料と顕色剤との融点以下の温度である一定時間加熱すると、染料と顕色剤とが徐々に分離して結晶化し、消色状態となるものもある。消色領域の温度は、例えば約１３０℃〜１８０℃程度である。従って、感熱記録媒体１は、室温Ｔｒ（例えば２５℃）から発色温度Ｔ２（例えば１８０℃）を超えて加熱し、急冷すると発色する。この発色を消色するには、室温Ｔｒから一旦発色温度Ｔ２より低い温度である消色温度Ｔ１（例えば１３０℃）に加熱し、冷却すれば消色する。
搬送機構１２は、感熱記録媒体１を副走査方向Ｓｓと同一方向に例えば一定の搬送速度で搬送する。副走査方向Ｓｓは、主走査方向Ｓｍ１、Ｓｍ２に対して垂直方向である。この搬送機構１２は、すなわち、搬送機構１２は、予め設定された搬送速度を保って連続的に感熱記録媒体１を搬送する。
【００１８】
消去制御部１３は、感熱記録媒体１上に書き込まれている情報を消去する時、感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬの走査スピードを、情報の書き込み時におけるレーザビームＬの走査スピードよりも速く設定し、これによってレーザビームＬを感熱記録媒体１上にスキャンしたときのエネルギー密度を感熱記録媒体１を消色温度に加熱するに必要なエネルギー密度に制御する。
この場合、消去制御部１３は、消去時に、感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬのビーム径、レーザビームＬのパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードを、書き込み時における感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬのビーム径、レーザビームＬのパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードと同一条件とし、この条件下でレーザビームＬの感熱記録媒体１上における走査スピードを速く設定する。
【００１９】
具体的に消去制御部１３は、消去時、偏向走査機構４における回転駆動部６を駆動制御し、消去時におけるレーザビームＬの主走査方向Ｓｍ１、Ｓｍ２への走査スピードを、書き込み時におけるレーザビームＬの主走査方向Ｓｍ１、Ｓｍ２への走査スピードよりも速くする。このときのレーザビームＬの走査スピードは、例えば次のように設定される。通常の情報書き込み時、半導体レーザ２は、一定のレーザパワーでレーザビームＬを出力し、印字データ等の情報に応じてレーザビームＬの出力をオン、オフする。ガルバノミラー５の走査スピートは、一定で、かつ当該ガルバノミラー５の走査スピートに合わせて搬送機構１２による感熱記録媒体１の搬送スピードが設定される。又、半導体レーザ２から出力されるレーザビームＬのビーム径、レーザビームＬのパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードは、感熱記録媒体１に書き込む情報の解像度に応じて設定される。
【００２０】
一方、消去時、レーザビームＬの走査スピードが速くなると、感熱記録媒体１上に照射されるレーザビームＬの単位面積当たりのエネルギーが小さくなる。すなわちレーザビームＬのパワーと照射時間との積は小さくなる。従って、消去時、レーザビームＬを照射することにより感熱記録媒体１を消色領域の温度、例えば約１３０℃〜１８０℃程度になるように、半導体レーザ２の出力パワーに応じてガルバノミラー５の走査スピートが設定される。消去時におけるガルバノミラー５の走査スピートは、書き込み時におけるガルバノミラー５の走査スピートの例えば２倍に設定される。
なお、半導体レーザ２は、マウント１４上に設けられている。
【００２１】
次に、上記の如く構成された装置による書き込み、消去動作について説明する。
書き込み時、半導体レーザ２は、レーザビームＬを出力する。この半導体レーザ２は、一定のレーザパワーでレーザビームＬを出力し、印字データ等の情報に応じてレーザビームＬの出力をオン、オフする。このレーザビームＬは、ｐｎ接合面１１の接合面方向と同一方向の偏向方向ｄを有する。このレーザビームＬは、コリメータレンズ３により略平行光速に集光されて偏向走査機構４に入射する。
この偏向走査機構４は、回転駆動部６の回転駆動によって回転軸７を介してガルバノミラー５をスキャン動作させる。このガルバノミラー５のスキャン動作によりコリメータレンズ３により略平行光束に集光されたレーザビームＬは、感熱記録媒体１上において主走査方向Ｓｍ１、Ｓｍ２に往復スキャンされる。感熱記録媒体１上に往復スキャンされるレーザビームＬは、図３に示すように円形のビームプロファイルＢｐとして形成される。このビームプロファイルＢｐは、略円形状に例えば縦横方向の各ビーム径ｅ１、ｅ２が共に１００μｍ程度に形成される。
【００２２】
一方、搬送機構１２は、感熱記録媒体１を副走査方向Ｓｓと同一方向に例えば一定の搬送速度で搬送する。
しかるに、感熱記録媒体１上には、例えば図５に示すように円形のビームプロファイルＢｐに形成されたレーザビームＬが主走査方向Ｓｍ１、Ｓｍ２に往復スキャンされる。このように感熱記録媒体１面上にレーザビームＬが主走査方向Ｓｍ１、Ｓｍ２に往復スキャンされると、このときの感熱記録媒体１面上の温度は、発色温度にまで加熱される。これにより、感熱記録媒体１に対して情報の記録が可能となる。従って、例えば文字や記号、絵柄等の情報に応じてレーザビームＬの出力がオン・オフされると、感熱記録媒体１に例えば文字や記号、絵柄等の情報の記録が可能になる。感熱記録媒体１は、黒色に限らず、染色材料によって任意の色に発色可能である。
【００２３】
一方、消去時、半導体レーザ２は、レーザビームＬを出力する。この半導体レーザ２は、一定のレーザパワーでレーザビームＬを出力する。このレーザビームＬは、コリメータレンズ３により略平行光速に集光されて偏向走査機構４に入射する。この半導体レーザ２は、例えば文字や記号、絵柄等の情報に応じてレーザビームＬの出力がオン・オフする。
【００２４】
消去時、消去制御部１３は、感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬのビーム径、レーザビームＬのパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードを、書き込み時における感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬのビーム径、レーザビームＬのパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードと同一条件とし、この条件下で偏向走査機構４における回転駆動部６を駆動制御してガルバノミラー５のスキャン動作による走査スピードを、書き込み時におけるガルバノミラー５のスキャン動作による走査スピードよりも速く、例えば２倍に設定する。
【００２５】
このようなガルバノミラー５の走査スピードが例えば２倍に設定された状態で、偏向走査機構４は、回転駆動部６の回転駆動によって回転軸７を介してガルバノミラー５をスキャン動作させる。これにより、消去時における感熱記録媒体１上でのレーザビームＬの主走査方向Ｓｍ１、Ｓｍ２への走査スピードは、書き込み時におけるレーザビームＬの主走査方向Ｓｍ１、Ｓｍ２への走査スピードよりも例えば２倍速くなる。
【００２６】
このガルバノミラー５のスキャン動作によりコリメータレンズ３により略平行光束に集光されたレーザビームＬは、感熱記録媒体１上において書き込み時よりも例えば２倍の速さで主走査方向Ｓｍ１、Ｓｍ２に往復スキャンされる。このとき感熱記録媒体１上に往復スキャンされるレーザビームＬは、書き込み時と同様に、図３に示すように円形のビームプロファイルＢｐとして形成される。なお、ガルバノミラー５は、予め設定された走査スピードを保ちながら連続的にレーザビームＬを往復スキャンする。
【００２７】
一方、搬送機構１２は、感熱記録媒体１を副走査方向Ｓｓと同一方向に例えば一定の搬送速度を保って連続的に搬送する。
【００２８】
しかるに、感熱記録媒体１上には、例えば図５に示すように円形のビームプロファイルＢｐに形成されたレーザビームＬが書き込み時よりも例えば２倍の走査スピードで主走査方向Ｓｍ１、Ｓｍ２に往復スキャンされる。この消去時のレーザビームＬのビーム径、レーザビームＬのパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードは、書き込み時と同一条件に設定されているので、感熱記録媒体１上におけるレーザビームＬのスキャン線数は、書き込み時よりも例えば２倍に増加する。そして、レーザビームＬは、感熱記録媒体１上で重なり合って往復スキャンされる。このレーザビームＬは、書き込み時よりも例えば２倍の走査スピードで往復スキャンされるので、レーザビームＬの円形のビームプロファイルＢｐの２分の１の領域が互いに重なり合って（オーバラップ）感熱記録媒体１上に往復スキャンされる。このレーザビームＬの各領域がオーバラップする方向は、感熱記録媒体１が搬送機構１２により搬送される方向と同一方向である。
【００２９】
このようにレーザビームＬの走査スピードが速くなると、感熱記録媒体１上に照射されるレーザビームＬの単位面積当たりのエネルギーが小さくなる。すなわちレーザビームＬのパワーと照射時間との積は小さくなる。例えば、レーザビームＬを照射することにより感熱記録媒体１を消色領域の温度、例えば約１３０℃〜１８０℃程度になる。
このようにレーザビームＬが感熱記録媒体１面上に書き込み時よりも例えば２倍の走査スピードで往復スキャンされると、このときの感熱記録媒体１面上の温度は、上記消色領域の温度に加熱され、感熱記録媒体１に書き込まれている情報が消去される。
【００３０】
このように上記第１の実施の形態によれば、感熱記録媒体１上に書き込まれている情報を消去する時、レーザビームＬのビーム径、レーザビームＬのパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードを、書き込み時における感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬのビーム径、レーザビームＬのパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードと同一条件とし、この条件下でレーザビームＬの走査スピードを速くする。これにより、レーザビームＬを感熱記録媒体１上にスキャンしたときのエネルギー密度は、感熱記録媒体１を消色温度に加熱するに必要なエネルギー密度にできる。この結果、レーザビームＬの走査スピードを速くするだけで、感熱記録媒体１上に書き込まれている情報を消去できる。
【００３１】
レーザビームＬは、書き込み時よりも例えば２倍の走査スピードで往復スキャンされるので、レーザビームＬの円形のビームプロファイルＢｐの２分の１の領域が感熱記録媒体１の搬送方向と同一方向に互いに重なり合って感熱記録媒体１上に往復スキャンされる。これにより、感熱記録媒体１上でのレーザビームＬの重なり合う領域が増加するので、掃きムラや書き込み時と消去時とにおけるレーザビームＬの位置誤差により生じる消去残りや、感熱記録媒体１の搬送により生じる書き込み時と消去時とにおけるレーザビームＬの位置誤差により生じる消去残りを減少することが可能である。
レーザビームＬの走査スピードのみを速く設定すればよいので、書き込み時も消去時もレーザビームＬのビーム径、レーザビームＬのパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピード、さらには半導体レーザ２のオン、オフを同一条件に設定すればよく、簡単な変更で実現できる。又、別途消去装置を設ける必要がない。
【００３２】
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６は非接触光書き込み消去装置の構成図を示す。本装置は、半導体レーザ２と同様に、シングルモード半導体レーザ２０と、マルチモード半導体レーザ２１とを有する。これら半導体レーザ２０、２１は、それぞれ近赤外領域、例えば７５０ｎｍ〜１０００ｎｍに発光波長を有し、かつ数Ｗ程度の高出力のレーザビームＬ１、Ｌ２を出力する。これら半導体レーザ２０、２１は、例えばレーザプリンタ、レーザポインタ、ＤＶＤプレーヤ等に既に多数使用されている低出力の半導体レーザ（レーザダイオード：ＬＤ）と同一特性、すなわち広がり角度、出力−電流特性、温度特性を有する。これら半導体レーザ２０、２１は、レーザビームの出力が大きい。これにより、各半導体レーザ２０、２１は、供給電流量がアンペアクラスに大きく、かつ発熱量が大きくなるために冷却を必須とする。従って、各半導体レーザ２０、２１は、それぞれ放熱板に固定し、かつ放熱板を強制冷却する。
【００３３】
シングルモード半導体レーザ２０と感熱記録媒体１との間には、第１のコリメータレンズ２２と、偏光ビームスプリッタ２３と、偏向走査機構２４と、走査レンズ２５とが設けられている。マルチモード半導体レーザ２１と感熱記録媒体１との間には、第２のコリメータレンズ２６と、偏光ビームスプリッタ２３と、偏向走査機構２４と、走査レンズ２５とが設けられている。
第１のコリメータレンズ２２は、シングルモード半導体レーザ２０から出力されたシングルモードレーザビームＬ１を略平行光速に集光する。第２のコリメータレンズ２６は、マルチモード半導体レーザ２１から出力されたマルチモードレーザビームＬ２を略平行光速に集光する。
【００３４】
偏光ビームスプリッタ２３は、シングルモード半導体レーザ２０から出力されるシングルモードレーザビームＬ１を反射すると共に、マルチモード半導体レーザ２１から出力されるマルチモードレーザビームＬ２を透過し、これらシングルモードレーザビームＬ１とマルチモードレーザビームＬ２とを合成した合成レーザビームＬ３を出力する。
偏向走査機構２４は、ポリゴンミラー２７と、モータ等の回転駆動部２８とを有し、この回転駆動部２８に回転軸２９を介してポリゴンミラー２７が連結されている。回転駆動部２８は、回転軸２９を介してポリゴンミラー２７を一方向、例えば矢印ｆ方向に回転させる。
【００３５】
以下、具体的に説明する。シングルモード半導体レーザ２０は、図７に示すようにシングルモードレーザビームＬ１を出力するレーザ発光部３０を有する。このレーザ発光部３０には、ｐｎ接合面３１が形成されている。シングルモード半導体レーザ２０は、レーザ発光部３０のｐｎ接合面３１の接合面方向を偏向走査機構２４の偏光部材の回転軸、すなわちポリゴンミラー２７の回転軸２９に対して平行に配置している。
【００３６】
シングルモードレーザビームＬ１の偏向方向Ｓｄ１は、ｐｎ接合面３１の接合面方向と同一方向である。これにより、シングルモードレーザビームＬ１の偏向方向Ｓｄ１は、偏光ビームスプリッタ２３に対して垂直方向になるので、シングルモードレーザビームＬ１は、偏光ビームスプリッタ２３に対してＳ偏光になる。従って、偏光ビームスプリッタ２３は、シングルモード半導体レーザ２０から出力されるシングルモードレーザビームＬ１を反射する。
マルチモード半導体レーザ２１は、マルチモードレーザビームＬ２を出力するレーザ発光部３２を有する。このレーザ発光部３２は、上記図２に示すような第１の実施の形態における半導体レーザ２と同様な構成を有し、ｐｎ接合面が形成されている。このマルチモード半導体レーザ２１は、発光領域のｐｎ接合面の接合面方向を偏向走査機構２４の偏光部材の回転軸、すなわちポリゴンミラー２７の回転軸２９に対して垂直になるように配置されている。
【００３７】
マルチモードレーザビームＬ２の偏向方向Ｓｄ２は、ｐｎ接合面の接合面方向と同一方向である。マルチモードレーザビームＬ２の偏向方向Ｓｄ２は、ポリゴンミラー２７の回転軸２９に対して垂直方向になる。マルチモード半導体レーザ２１のレーザ発光部１５から出力されるマルチモードレーザビームＬ２の偏光方向Ｓｄ２は、偏光ビームスプリッタ２３に対して水平方向になるので、偏光ビームスプリッタ２３に対してＰ偏光になる。従って、偏光ビームスプリッタ２３は、マルチモード半導体レーザ２１から出力されるマルチモードレーザビームＬ２を透過する。
偏向走査機構２４は、ポリゴンミラー２７の矢印ｆ方向への回転により偏光ビームスプリッタ２３から出力された合成レーザビームＬ３を感熱記録媒体１上で主走査方向Ｓｍにスキャンする。このポリゴンミラー２７は、予め設定された走査スピードを保ちながら連続的にレーザビームＬ３をスキャンする。この合成レーザビームＬ３のスキャン方向は、マルチモードレーザビームＬ２の偏光方向Ｓｄ２と同一方向である。これにより、感熱記録媒体１上においてマルチモードレーザビームＬ２のビームプロファイルＰｆ２の横長方向は、主走査方向Ｓｍと一致する。
走査レンズ２５は、偏向走査機構２４による合成レーザビームＬ３の主走査方向Ｓｍの走査範囲上に設けられ、偏向走査機構２４により主走査された合成レーザビームＬ３を感熱記録媒体１面上に集光する。
【００３８】
図８及び図９は走査レンズ２５により感熱記録媒体１上に集光されるシングルモードレーザビームＬ１とマルチモードレーザビームＬ２とのビームプロファイルを示す。シングルモードレーザビームＬ１は、感熱記録媒体１上に円形のビームプロファイルＰｆ１として形成される。マルチモードレーザビームＬ２は、感熱記録媒体１上に横長形状のビームプロファイルＰｆ２として形成される。従って、合成レーザビームＬ３は、横長形状のビームプロファイルＰｆ２の中に、略円形のビームプロファイルＰｆ１を重ねた形状で感熱記録媒体１上に集光される。図８はマルチモードレーザビームＬ２の横長形状のビームプロファイルＰｆ２内において、円形のビームプロファイルＰｆ１のシングルモードレーザビームＬ１を感熱記録媒体１上におけるスキャン方向Ｓｍの後方側の位置に合成した合成ビームプロファイルを示す。図９はマルチモードレーザビームＬ２の横長形状のビームプロファイルＰｆ２内において、円形のビームプロファイルＰｆ１のシングルモードレーザビームＬ１を感熱記録媒体１上におけるスキャン方向Ｓｍの中心部の位置に合成した合成ビームプロファイルを示す。
【００３９】
図１０はシングルモードレーザビームＬ１及び合成レーザビームＬ３を感熱記録媒体１に照射したときの感熱記録媒体１上の温度と発色・消色等の関係を示す。感熱記録媒体１は、室温Ｔｒ（例えば２５℃）から発色温度Ｔ２（例えば１８０℃）を超えて加熱し、急冷すると発色する。この発色を消色するには、室温Ｔｒから一旦発色温度Ｔ２より低い温度である消色温度Ｔ１（例えば１３０℃）に加熱し、冷却すれば消色する。
しかるに、シングルモードレーザビームＬ１は、単独で、感熱記録媒体１に照射することにより感熱記録媒体１の印字層を消色温度Ｔ１以下の温度まで加熱可能な出力パワーを有する。これにより、感熱記録媒体１は発色しない。
【００４０】
一方、マルチモードレーザビームＬ２は、単独で、感熱記録媒体１に照射することにより感熱記録媒体１の印字層を発色温度Ｔ２以下ではあるが消色温度Ｔ１まで加熱可能な出力パワーを有する。これにより、マルチモードレーザビームＬ２を単独で感熱記録媒体１に照射したときの温度上昇は、消色温度Ｔ１以上でかつ発色温度Ｔ２以下であり、感熱記録媒体１の発色を消色可能な消去領域に温度上昇する。
【００４１】
消去制御部３３は、消去時、感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬ３の走査スピードを、書き込み時におけるレーザビームＬ３の走査スピードよりも速く設定し、これによってレーザビームＬ３を感熱記録媒体１上にスキャンしたときのエネルギー密度を感熱記録媒体１を消色温度に加熱するに必要なエネルギー密度に制御する。このとき消去制御部３３は、感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬ３のビーム径、レーザビームＬ３のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードを、書き込み時における感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬ３のビーム径、レーザビームＬ３のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードと同一条件とし、この条件下でレーザビームＬ３の走査スピードを速く設定する。
【００４２】
具体的に消去制御部３３は、消去時、偏向走査機構２４における回転駆動部２８を駆動制御してポリゴンミラー２７の走査スピードを、書き込み時におけるポリゴンミラー２７のスキャン動作による走査スピードよりも速く設定し、消去時におけるレーザビームＬ３の主走査方向Ｓｍへの走査スピードを書き込み時におけるレーザビームＬ３の主走査方向Ｓｍ１への走査スピードよりも速くする。
レーザビームＬ３の走査スピードは、例えば次のように設定される。通常の情報書き込み時、例えばシングルモード半導体レーザ２０は、一定のレーザパワーでレーザビームＬ１を出力し、印字データ等の情報に応じてレーザビームＬ１の出力をオン、オフする。マルチモード半導体レーザ２１も、一定のレーザパワーでレーザビームＬ２を出力する。このマルチモード半導体レーザ２１から出力されるレーザビームＬ２のビーム径、レーザビームＬ２のパワーは、感熱記録媒体１に書き込む情報の解像度に応じて設定される。
【００４３】
ポリゴンミラー２７の走査スピートは、一定で、このポリゴンミラー２７の走査スピートに合わせて搬送機構１２による感熱記録媒体１の搬送スピードが設定される。又、シングルモード半導体レーザ２０から出力されるレーザビームＬ１のビーム径、レーザビームＬ１のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードは、感熱記録媒体１に書き込む情報の解像度に応じて設定される。
【００４４】
消去時、レーザビームＬ３の走査スピードが速くなると、上記同様に、感熱記録媒体１上に照射されるレーザビームＬ３の単位面積当たりのエネルギーが小さくなる。従って、消去時、レーザビームＬ３を照射することにより感熱記録媒体１を消色領域の温度、例えば約１３０℃〜１８０℃程度になるように、シングルモード半導体レーザ２０とマルチモード半導体レーザ２１との出力パワーに応じてポリゴンミラー２７の走査スピートが設定される。消去時におけるポリゴンミラー２７の走査スピートは、書き込み時におけるポリゴンミラー２７の走査スピートの例えば２倍に設定される。
次に、上記の如く構成された装置による書き込み、消去動作について説明する。
書き込み時、シングルモード半導体レーザ２０は、偏光ビームスプリッタ２３に対してＳ偏光のシングルモードレーザビームＬ１を出力する。このシングルモードレーザビームＬ１は、第１のコリメータレンズ２２により略平行光速に集光されて偏光ビームスプリッタ２３に入射する。マルチモード半導体レーザ２１は、偏光ビームスプリッタ２３に対してＰ偏光のマルチモードレーザビームＬ２を出力する。このマルチモードレーザビームＬ２は、第２のコリメータレンズ２６により略平行光速に集光されて偏光ビームスプリッタ２３に入射する。
【００４５】
偏光ビームスプリッタ２３は、シングルモード半導体レーザ２０から出力されたシングルモードレーザビームＬ１を反射すると共に、マルチモード半導体レーザ２１から出力されたマルチモードレーザビームＬ２を透過し、合成のレーザビームＬ３として出力する。
【００４６】
偏向走査機構２４は、回転駆動部２８の駆動により回転軸２９を介してポリゴンミラー２７を矢印ｆ方向に連続して回転させる。これにより、ポリゴンミラー２７は、偏光ビームスプリッタ２３から出力された合成レーザビームＬ３を感熱記録媒体１上において主走査方向Ｓｍに主走査する。
走査レンズ２５は、偏向走査機構２４により主走査された合成レーザビームＬ３を感熱記録媒体１面上に集光する。この合成レーザビームＬ３は、例えば図８又は図９に示すようにマルチモードレーザビームＬ２の横長形状のビームプロファイルＰｆ２内に、シングルモードレーザビームＬ１の円形状ビームプロファイルＰｆ１が重なって感熱記録媒体１面上に集光される。
【００４７】
この合成のレーザビームＬ３は、感熱記録媒体１面上において、マルチモードレーザビームＬ２のビームプロファイルＰｆ２の横長方向と同一方向に主走査される。先ず、合成レーザビームＬ３に含まれるマルチモードレーザビームＬ２が単独で感熱記録媒体１面上に照射される。このときの感熱記録媒体１面上の温度は、図１０に示すように発色温度Ｔ２以下であるが、消色温度Ｔ１まで急熱され上昇する。
【００４８】
次に、感熱記録媒体１面上には、マルチモードレーザビームＬ２とシングルモードレーザビームＬ１とが重なって照射される。このときの感熱記録媒体１面上の温度は、消色温度Ｔ１まで加熱された状態から更に発色温度Ｔ２にまで急熱され上昇する。これにより、感熱記録媒体１に対する情報の記録が可能となる。
次に、シングルモードレーザビームＬ１の照射が終わり、引き続いてマルチモードレーザビームＬ２の照射が終わり、感熱記録媒体１の印字層は急冷される。これによって、マルチモードレーザビームＬ２が単独で照射された感熱記録媒体１の印字層の部分は、元々記録され、発色した黒色の部分があれば、消色される。更に、マルチモードレーザビームＬ２とシングルモードレーザビームＬ１とが重なって照射された感熱記録媒体１の印字層の部分は、黒色に発色する。従って、例えば文字や記号、絵柄等の情報に応じてシングルモードレーザビームＬ１の出力をオン・オフすれば、感熱記録媒体１に例えば文字や記号、絵柄等の情報の記録が可能になる。感熱記録媒体１は、黒色に限らず、染色材料によって任意の色に発色可能である。
【００４９】
一方、消去時、シングルモード半導体レーザ２０は、上記同様に、偏光ビームスプリッタ２３に対してＳ偏光のシングルモードレーザビームＬ１を出力する。このシングルモード半導体レーザ２０は、例えば文字や記号、絵柄等の情報に応じてレーザビームＬ１の出力がオン・オフする。このシングルモードレーザビームＬ１は、第１のコリメータレンズ２２により略平行光速に集光されて偏光ビームスプリッタ２３に入射する。一方、マルチモード半導体レーザ２１も、上記同様に、偏光ビームスプリッタ２３に対してＰ偏光のマルチモードレーザビームＬ２を出力する。このマルチモードレーザビームＬ２は、第２のコリメータレンズ２６により略平行光速に集光されて偏光ビームスプリッタ２３に入射する。
【００５０】
偏光ビームスプリッタ２３は、シングルモード半導体レーザ２０から出力されたシングルモードレーザビームＬ１を反射すると共に、マルチモード半導体レーザ２１から出力されたマルチモードレーザビームＬ２を透過し、合成のレーザビームＬ３として出力する。
【００５１】
消去時、消去制御部３３は、感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬ３のビーム径、レーザビームＬ３のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードを、書き込み時における感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬ３のビーム径、レーザビームＬ３のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードと同一条件とし、この条件下で感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬ３の走査スピードを、感熱記録媒体１を消色領域の温度、例えば約１３０℃〜１８０℃程度になるように、シングルモード半導体レーザ２０とマルチモード半導体レーザ２１との各出力パワーに応じてポリゴンミラー２７の走査スピートが設定される。消去時におけるポリゴンミラー２７の走査スピートは、書き込み時におけるポリゴンミラー２７の走査スピートの例えば２倍に設定される。
【００５２】
一方、搬送機構１２は、感熱記録媒体１を副走査方向Ｓｓと同一方向に例えば一定の搬送速度で搬送する。
しかるに、感熱記録媒体１上には、レーザビームＬ３が書き込み時よりも例えば２倍の走査スピードで主走査方向Ｓｍに繰り返しスキャンされる。この消去時のレーザビームＬ３のビーム径、レーザビームＬ３のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードは、書き込み時と同一条件に設定されているので、感熱記録媒体１上におけるレーザビームＬ３のスキャン線数は、書き込み時よりも例えば２倍に増加する。このレーザビームＬ３は、書き込み時よりも例えば２倍の走査スピードで往復スキャンされるので、このレーザビームＬ３の領域が互いにオーバラップして感熱記録媒体１上にスキャンされる。このレーザビームＬ３の各領域がオーバラップする方向は、感熱記録媒体１が搬送機構１２により搬送される方向と同一方向である。
【００５３】
このようにレーザビームＬ３の走査スピードが速くなると、感熱記録媒体１上に照射されるレーザビームＬ３の単位面積当たりのエネルギーが小さくなる。これにより、レーザビームＬ３を照射することにより感熱記録媒体１を消色領域の温度、例えば約１３０℃〜１８０℃程度になる。感熱記録媒体１に書き込まれている情報が消去される。
【００５４】
このように上記第２の実施の形態によれば、感熱記録媒体１上に書き込まれている情報を消去する時、レーザビームＬ３のビーム径、レーザビームＬ３のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードを、書き込み時における感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬ３のビーム径、レーザビームＬ３のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードと同一条件とし、この条件下でレーザビームＬ３の走査スピードを速くするので、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００５５】
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６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は非接触光書き込み消去装置の構成図を示す。偏向走査機構４０は、ガルバノミラー４１と、回転駆動部４３とを有する。回転駆動部４３には、ガルバノミラー４１が回転軸４２を介して連結されている。回転駆動部４３は、回転軸４２を介してガルバノミラー４１を矢印ｇ方向にスキャン動作させる。ガルバノミラー４１の回転軸４２は、シングルモードレーザビームＬ１の偏向方向Ｓｄ１に対して平行で、かつマルチモードレーザビームＬ２の偏光方向Ｓｄ２に対して垂直な方向に設けられている。これにより、偏向走査機構４０は、ガルバノミラー４１の矢印ｇ方向へのスキャン動作により偏光ビームスプリッタ２３から出力された合成レーザビームＬ３を感熱記録媒体１上に往復してスキャンする。このガルバノミラー４１は、予め設定された走査スピードを保ちながら連続的にレーザビームＬ３を往復スキャンする。このスキャンは、マルチモードレーザビームＬ２の偏光方向Ｓｄ２と同一方向である。このスキャンは、往路の主走査方向Ｓｍ１と、復路の主走査方向Ｓｍ２とから成る。
【００５６】
消去制御部４４は、感熱記録媒体１上に書き込まれている情報を消去する時、感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬ３の走査スピードを、書き込み時におけるレーザビームＬ３の走査スピードよりも速く設定し、これによってレーザビームＬ３を感熱記録媒体１上にスキャンしたときのエネルギー密度を感熱記録媒体１を消色温度に加熱するに必要なエネルギー密度に制御する。このとき消去制御部４４は、消去時に、感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬ３のビーム径、レーザビームＬ３のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードを、書き込み時における感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬ３のビーム径、レーザビームＬ３のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードと同一条件とし、この条件下でレーザビームＬ３の走査スピードを速く設定する。
【００５７】
具体的に消去制御部４４は、消去時、偏向走査機構４０における回転駆動部４３を駆動制御してガルバノミラー４１の走査スピードを、書き込み時におけるガルバノミラー４１のスキャン動作による走査スピードよりも速く設定し、消去時におけるレーザビームＬ３の主走査方向Ｓｍ１、Ｓｍ２への走査スピードを書き込み時におけるレーザビームＬの主走査方向Ｓｍ１、Ｓｍ２への走査スピードよりも速くする。
レーザビームＬ３の走査スピードは、例えば次のように設定される。通常の書き込み時、例えばシングルモード半導体レーザ２０は、一定のレーザパワーでレーザビームＬ１を出力し、印字データ等の情報に応じてレーザビームＬ１の出力をオン、オフする。ガルバノミラー４１の走査スピートは、一定で、かつ当該ガルバノミラー４１の走査スピートに合わせて搬送機構１２による感熱記録媒体１の搬送スピードが設定される。又、シングルモード半導体レーザ２０から出力されるレーザビームＬ１のビーム径、レーザビームＬ１のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードは、感熱記録媒体１に書き込む情報の解像度に応じて設定される。
【００５８】
消去時、レーザビームＬ３の走査スピードが速くなると、上記同様に、感熱記録媒体１上に照射されるレーザビームＬ３の単位面積当たりのエネルギーが小さくなる。従って、消去時、レーザビームＬ３を照射することにより感熱記録媒体１を消色領域の温度、例えば約１３０℃〜１８０℃程度になるように、シングルモード半導体レーザ２０とマルチモード半導体レーザ２１との出力パワーに応じてガルバノミラー４１の走査スピートが設定される。消去時におけるガルバノミラー４１の走査スピートは、書き込み時におけるガルバノミラー４１の走査スピートの例えば２倍に設定される。
【００５９】
次に、上記の如く構成された装置による書き込み、消去動作について説明する。
書き込み時、シングルモード半導体レーザ２０から出力されたシングルモードレーザビームＬ１とマルチモード半導体レーザ２１から出力されたマルチモードレーザビームＬ２とは、上記同様に、偏光ビームスプリッタ２３に入射し、この偏光ビームスプリッタ２３から合成のレーザビームＬ３として出力される。
【００６０】
偏向走査機構４０は、回転駆動部４３の回転駆動によって回転軸４２を介してガルバノミラー４１をスキャン動作させる。このガルバノミラー４１のスキャン動作によりレーザビームＬ３は、感熱記録媒体１上において主走査方向Ｓｍ１、Ｓｍ２に往復スキャンされる。この合成レーザビームＬ３は、例えば上記図８又は図９に示すようにマルチモードレーザビームＬ２の横長形状のビームプロファイルＰｆ２内に、シングルモードレーザビームＬ１の円形状ビームプロファイルＰｆ１が重なって感熱記録媒体１面上に集光される。この合成レーザビームＬ３は、感熱記録媒体１面上において、マルチモードレーザビームＬ２のビームプロファイルＰｆ２の横長方向と同一方向に主走査される。
【００６１】
一方、搬送機構１２は、感熱記録媒体１を副走査方向Ｓｓと同一方向に例えば一定の搬送速度で搬送する。これにより、感熱記録媒体１の全面上に合成レーザビームＬ３がスキャンされる。この結果、感熱記録媒体１上に情報が記録される。感熱記録媒体１上に情報が記録されるときの作用は上記第２の実施の形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００６２】
一方、消去時、シングルモード半導体レーザ２０は、上記同様に、偏光ビームスプリッタ２３に対してＳ偏光のシングルモードレーザビームＬ１を出力する。このシングルモード半導体レーザ２０は、例えば文字や記号、絵柄等の情報に応じてレーザビームＬ１の出力がオン・オフする。このシングルモードレーザビームＬ１は、第１のコリメータレンズ２２により略平行光速に集光されて偏光ビームスプリッタ２３に入射する。一方、マルチモード半導体レーザ２１も、上記同様に、偏光ビームスプリッタ２３に対してＰ偏光のマルチモードレーザビームＬ２を出力する。このマルチモードレーザビームＬ２は、第２のコリメータレンズ２６により略平行光速に集光されて偏光ビームスプリッタ２３に入射する。
【００６３】
偏光ビームスプリッタ２３は、シングルモード半導体レーザ２０から出力されたシングルモードレーザビームＬ１を反射すると共に、マルチモード半導体レーザ２１から出力されたマルチモードレーザビームＬ２を透過し、合成のレーザビームＬ３として出力する。
【００６４】
消去時、消去制御部４４は、感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬ３のビーム径、レーザビームＬ３のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードを、書き込み時における感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬ３のビーム径、レーザビームＬ３のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードと同一条件とし、この条件下で感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬ３の走査スピードを、感熱記録媒体１を消色領域の温度、例えば約１３０℃〜１８０℃程度になるように、半導体レーザ２の出力パワーに応じてポリゴンミラー２７の走査スピートが設定される。例えば、ガルバノミラー４１の走査スピートは、書き込み時におけるガルバノミラー４１の走査スピートの例えば２倍に設定される。
【００６５】
一方、搬送機構１２は、感熱記録媒体１を副走査方向Ｓｓと同一方向に例えば一定の搬送速度で搬送する。
しかるに、感熱記録媒体１上には、レーザビームＬ３が書き込み時よりも例えば２倍の走査スピードで主走査方向Ｓｍに繰り返しスキャンされる。この消去時のレーザビームＬ３のビーム径、レーザビームＬ３のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードは、書き込み時と同一条件に設定されているので、感熱記録媒体１上におけるレーザビームＬ３のスキャン線数は、書き込み時よりも例えば２倍に増加する。このレーザビームＬ３は、書き込み時よりも例えば２倍の走査スピードで往復スキャンされるので、このレーザビームＬ３の領域が互いにオーバラップして感熱記録媒体１上にスキャンされる。このレーザビームＬ３の各領域がオーバラップする方向は、感熱記録媒体１が搬送機構１２により搬送される方向と同一方向である。
【００６６】
このようにレーザビームＬ３の走査スピードが速くなると、感熱記録媒体１上に照射されるレーザビームＬ３の単位面積当たりのエネルギーが小さくなる。これにより、レーザビームＬ３を照射することにより感熱記録媒体１を消色領域の温度、例えば約１３０℃〜１８０℃程度になる。感熱記録媒体１に書き込まれている情報が消去される。
【００６７】
このように上記第３の実施の形態によれば、感熱記録媒体１上に書き込まれている情報を消去する時、レーザビームＬ３のビーム径、レーザビームＬ３のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードを、書き込み時における感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームＬ３のビーム径、レーザビームＬ３のパワー及び感熱記録媒体１の搬送スピードと同一条件とし、この条件下でレーザビームＬ３の走査スピードを速くするので、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００６８】
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。
例えば、上記各実施の形態では、消去時のレーザビームＬ等の走査スピードを書き込み時の走査スピードよりも例えば２倍に設定しているが、これに限らず、感熱記録媒体１を消色領域の温度、例えば約１３０℃〜１８０℃程度に加熱可能であれば、消去時のレーザビームＬ等の走査スピードを如何なる走査スピードに設定してもよい。
【００６９】
又、感熱記録媒体１上にスキャンするレーザビームは、１本のレーザビームＬ、又はレーザビームＬ１とレーザビームＬ２とを合成したレーザビームＬ３であるが、これに限らず、３本以上のレーザビームを合成したレーザビームで合ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明に係る非接触光書き込み消去装置の第１の実施の形態を示す構成図。
【図２】同装置における半導体レーザに設けられたレーザ発光部を示す構成図。
【図３】同装置に用いる感熱記録媒体上にスキャンされるレーザビームのビームプロファイルを示す図。
【図４】同装置に用いる感熱記録媒体の記録・消去特性を示す図。
【図５】同装置における書き込み時と消去時とにおけるレーザビームのスキャンを示す図。
【図６】本発明に係る非接触光書き込み消去装置の第２の実施の形態を示す構成図。
【図７】同装置におけるマルチモード半導体レーザに設けられたレーザ発光部を示す構成図。
【図８】同装置における感熱記録媒体上に集光されるシングルモードレーザビームとマルチモードレーザビームとのビームプロファイルを示す図。
【図９】同装置における感熱記録媒体上に集光されるシングルモードレーザビームとマルチモードレーザビームとのビームプロファイルを示す図。
【図１０】同装置におけるシングルモードレーザビーム及び合成レーザビームを感熱記録媒体に照射したときの感熱記録媒体上の温度と発色・消色等の関係を示す図。
【図１１】本発明に係る非接触光書き込み消去装置の第３の実施の形態を示す構成図。
【符号の説明】
【００７１】
１：感熱記録媒体、２：半導体レーザ（ＬＤ）、３：コリメータレンズ２２：偏向走査機構、５：ガルバノミラー、６：回転駆動部、７：回転軸、１０：レーザ発光部、１１：ｐｎ接合面、１２：搬送機構、１３：消去制御部、１４：マウント、２０：シングルモード半導体レーザ、２１：マルチモード半導体レーザ、２２：第１のコリメータレンズ、２３：偏光ビームスプリッタ、２４：偏向走査機構、２５：走査レンズ、２６：第２のコリメータレンズ、２７：ポリゴンミラー、２８：回転駆動部、２９：回転軸、３０：レーザ発光部、３１：ｐｎ接合面、３２：レーザ発光部、３３：消去制御部、４０：偏向走査機構、４１：ガルバノミラー、４２：回転軸、４３：回転駆動部、４４：消去制御部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
常温より高い発色温度に加熱すると発色し、かつ常温で発色状態を維持しながら前記発色温度よりも低い消色温度に加熱すると消色する感熱記録媒体を搬送すると共に、当該搬送されている前記感熱記録媒体上にレーザビームをスキャンして前記感熱記録媒体上に情報の書き込みを行う非接触光書き込み消去装置において、
前記感熱記録媒体上に書き込まれている前記情報の消去時、前記感熱記録媒体上にスキャンする前記レーザビームの走査スピードを前記情報の書き込み時における前記レーザビームの前記走査スピードよりも速く設定し、前記レーザビームを前記感熱記録媒体上にスキャンしたときのエネルギー密度を前記感熱記録媒体を前記消色温度に加熱するに必要なエネルギー密度に制御する消去制御部、
を具備することを特徴とする非接触光書き込み消去装置。
【請求項２】
前記消去制御部は、前記消去時における前記感熱記録媒体上にスキャンする前記レーザビームのビーム径、前記レーザビームのパワー及び前記感熱記録媒体の搬送スピードを、前記書き込み時における前記感熱記録媒体上にスキャンする前記レーザビームのビーム径、前記レーザビームのパワー及び前記感熱記録媒体の搬送スピードと同一条件にすることを特徴とする請求項１記載の非接触光書き込み消去装置。
【請求項３】
前記消去制御部は、前記消去時に、前記レーザビームの前記走査スピードを速く設定することにより前記感熱記録媒体上に複数ラインスキャンする前記レーザビームの各照射領域間に前記感熱記録媒体の搬送方向と同一方向にオーバラップ部分を発生させることを特徴とする請求項１記載の非接触光書き込み消去装置。
【請求項４】
前記レーザビームを出力する少なくとも１つのレーザ光源と、
前記レーザ光源から出力される前記レーザビームを前記感熱記録媒体上にスキャンする走査機構と、
を備え、
前記消去制御部は、前記消去時に、前記走査機構による前記レーザビームの走査スピードを前記書き込み時における前記レーザビームの前記走査スピードよりも速く制御する、
ことを特徴とする請求項１記載の非接触光書き込み消去装置。
【請求項５】
前記走査機構は、前記レーザビームを前記感熱記録媒体上にスキャンする走査ミラーを備え、前記消去制御部の制御により前記走査ミラーを速い速度でスキャン動作することを特徴とする請求項４記載の非接触光書き込み消去装置。
【請求項６】
前記走査ミラーは、ポリゴンミラー又はガルバノミラーを有することを特徴とする請求項５記載の非接触光書き込み消去装置。
【請求項７】
前記レーザ光源は、第１の半導体レーザビームを出力する活性層の第１の接合面が形成された第１の半導体レーザと、第２の半導体レーザビームを出力する活性層の第２の接合面が形成された第２の半導体レーザとを有し、
前記走査機構は、前記レーザビームを前記感熱記録媒体上にスキャンする走査ミラーを回転軸を中心に回転駆動し、
前記第１の半導体レーザの前記第１の接合面の方向は、前記走査ミラーの前記回転軸に対して平行に設けられ、
前記第２の半導体レーザの前記第２の接合面の方向は、前記走査ミラーの前記回転軸に対して垂直に設けられ、
さらに前記第１の半導体レーザビームを集光する第１の集光レンズと、
前記第２の半導体レーザビームを集光する第２の集光レンズと、
前記第１の集光レンズにより集光された前記第１の半導体レーザビームと前記第２の集光レンズにより集光された前記第２の半導体レーザビームとを合成して出力するレーザビーム合成素子と、
を具備し、
前記走査機構は、前記走査ミラーを前記回転軸を中心に回転駆動することにより前記レーザビーム合成素子から出力される前記合成のレーザビームを前記感熱記録媒体上にスキャンし、
前記消去制御部は、前記消去時に、前記走査機構による前記レーザビームの走査スピードを前記書き込み時における前記レーザビームの前記走査スピードよりも速く制御し、前記感熱記録媒体上に照射される前記レーザビームの単位面積当たりのエネルギーを小さくし、前記感熱記録媒体面上の温度を前記消色温度に加熱する、
ことを特徴とする請求項４記載の非接触光書き込み消去装置。
【請求項８】
前記レーザビームを出力するレーザ光源を備え、
前記消去制御部は、前記レーザビームのビーム径、前記レーザビームのパワー及び前記感熱記録媒体の搬送スピードを前記消去時と前記書き込み時とにおいて同一条件とし、当該条件下で、前記消去時、前記レーザビームの前記走査スピードを前記書き込み時における前記レーザビームの前記走査スピードよりも速く設定し、かつ前記レーザ光源を前記書き込み時のオン・オフ制御と同一にオン・オフ制御する、
ことを特徴とする請求項１記載の非接触光書き込み消去装置。
【請求項９】
常温より高い発色温度に加熱すると発色し、かつ常温で発色状態を維持しながら前記発色温度よりも低い消色温度に加熱すると消色する感熱記録媒体を搬送すると共に、当該搬送されている前記感熱記録媒体上にレーザビームをスキャンして前記感熱記録媒体上に情報の書き込みを行う非接触光書き込み消去方法において、
前記感熱記録媒体上に記録されている前記消去時、前記感熱記録媒体上にスキャンする前記レーザビームの走査スピードを前記書き込み時における前記レーザビームの前記走査スピードよりも速く設定し、前記レーザビームを前記感熱記録媒体上にスキャンしたときのエネルギー密度を前記感熱記録媒体を前記消色温度に加熱するに必要なエネルギー密度に制御する、
ことを特徴とする非接触光書き込み消去方法。
【請求項１０】
前記消去時に、前記感熱記録媒体上にスキャンする前記レーザビームのビーム径、前記レーザビームのパワー及び前記感熱記録媒体の搬送スピードを、前記書き込み時における前記感熱記録媒体上にスキャンする前記レーザビームのビーム径、前記レーザビームのパワー及び前記感熱記録媒体の搬送スピードと同一にすることを特徴とする請求項９記載の非接触光書き込み消去方法。
【請求項１１】
前記消去時における前記レーザビームの前記走査スピードよりも速く設定することにより前記感熱記録媒体上にスキャンする前記レーザビームの照射領域間に前記感熱記録媒体の搬送方向と同一方向にオーバラップ部分を発生させることを特徴とする請求項９記載の非接触光書き込み消去方法。
【請求項１】
常温より高い発色温度に加熱すると発色し、かつ常温で発色状態を維持しながら前記発色温度よりも低い消色温度に加熱すると消色する感熱記録媒体を搬送すると共に、当該搬送されている前記感熱記録媒体上にレーザビームをスキャンして前記感熱記録媒体上に情報の書き込みを行う非接触光書き込み消去装置において、
前記感熱記録媒体上に書き込まれている前記情報の消去時、前記感熱記録媒体上にスキャンする前記レーザビームの走査スピードを前記情報の書き込み時における前記レーザビームの前記走査スピードよりも速く設定し、前記レーザビームを前記感熱記録媒体上にスキャンしたときのエネルギー密度を前記感熱記録媒体を前記消色温度に加熱するに必要なエネルギー密度に制御する消去制御部、
を具備することを特徴とする非接触光書き込み消去装置。
【請求項２】
前記消去制御部は、前記消去時における前記感熱記録媒体上にスキャンする前記レーザビームのビーム径、前記レーザビームのパワー及び前記感熱記録媒体の搬送スピードを、前記書き込み時における前記感熱記録媒体上にスキャンする前記レーザビームのビーム径、前記レーザビームのパワー及び前記感熱記録媒体の搬送スピードと同一条件にすることを特徴とする請求項１記載の非接触光書き込み消去装置。
【請求項３】
前記消去制御部は、前記消去時に、前記レーザビームの前記走査スピードを速く設定することにより前記感熱記録媒体上に複数ラインスキャンする前記レーザビームの各照射領域間に前記感熱記録媒体の搬送方向と同一方向にオーバラップ部分を発生させることを特徴とする請求項１記載の非接触光書き込み消去装置。
【請求項４】
前記レーザビームを出力する少なくとも１つのレーザ光源と、
前記レーザ光源から出力される前記レーザビームを前記感熱記録媒体上にスキャンする走査機構と、
を備え、
前記消去制御部は、前記消去時に、前記走査機構による前記レーザビームの走査スピードを前記書き込み時における前記レーザビームの前記走査スピードよりも速く制御する、
ことを特徴とする請求項１記載の非接触光書き込み消去装置。
【請求項５】
前記走査機構は、前記レーザビームを前記感熱記録媒体上にスキャンする走査ミラーを備え、前記消去制御部の制御により前記走査ミラーを速い速度でスキャン動作することを特徴とする請求項４記載の非接触光書き込み消去装置。
【請求項６】
前記走査ミラーは、ポリゴンミラー又はガルバノミラーを有することを特徴とする請求項５記載の非接触光書き込み消去装置。
【請求項７】
前記レーザ光源は、第１の半導体レーザビームを出力する活性層の第１の接合面が形成された第１の半導体レーザと、第２の半導体レーザビームを出力する活性層の第２の接合面が形成された第２の半導体レーザとを有し、
前記走査機構は、前記レーザビームを前記感熱記録媒体上にスキャンする走査ミラーを回転軸を中心に回転駆動し、
前記第１の半導体レーザの前記第１の接合面の方向は、前記走査ミラーの前記回転軸に対して平行に設けられ、
前記第２の半導体レーザの前記第２の接合面の方向は、前記走査ミラーの前記回転軸に対して垂直に設けられ、
さらに前記第１の半導体レーザビームを集光する第１の集光レンズと、
前記第２の半導体レーザビームを集光する第２の集光レンズと、
前記第１の集光レンズにより集光された前記第１の半導体レーザビームと前記第２の集光レンズにより集光された前記第２の半導体レーザビームとを合成して出力するレーザビーム合成素子と、
を具備し、
前記走査機構は、前記走査ミラーを前記回転軸を中心に回転駆動することにより前記レーザビーム合成素子から出力される前記合成のレーザビームを前記感熱記録媒体上にスキャンし、
前記消去制御部は、前記消去時に、前記走査機構による前記レーザビームの走査スピードを前記書き込み時における前記レーザビームの前記走査スピードよりも速く制御し、前記感熱記録媒体上に照射される前記レーザビームの単位面積当たりのエネルギーを小さくし、前記感熱記録媒体面上の温度を前記消色温度に加熱する、
ことを特徴とする請求項４記載の非接触光書き込み消去装置。
【請求項８】
前記レーザビームを出力するレーザ光源を備え、
前記消去制御部は、前記レーザビームのビーム径、前記レーザビームのパワー及び前記感熱記録媒体の搬送スピードを前記消去時と前記書き込み時とにおいて同一条件とし、当該条件下で、前記消去時、前記レーザビームの前記走査スピードを前記書き込み時における前記レーザビームの前記走査スピードよりも速く設定し、かつ前記レーザ光源を前記書き込み時のオン・オフ制御と同一にオン・オフ制御する、
ことを特徴とする請求項１記載の非接触光書き込み消去装置。
【請求項９】
常温より高い発色温度に加熱すると発色し、かつ常温で発色状態を維持しながら前記発色温度よりも低い消色温度に加熱すると消色する感熱記録媒体を搬送すると共に、当該搬送されている前記感熱記録媒体上にレーザビームをスキャンして前記感熱記録媒体上に情報の書き込みを行う非接触光書き込み消去方法において、
前記感熱記録媒体上に記録されている前記消去時、前記感熱記録媒体上にスキャンする前記レーザビームの走査スピードを前記書き込み時における前記レーザビームの前記走査スピードよりも速く設定し、前記レーザビームを前記感熱記録媒体上にスキャンしたときのエネルギー密度を前記感熱記録媒体を前記消色温度に加熱するに必要なエネルギー密度に制御する、
ことを特徴とする非接触光書き込み消去方法。
【請求項１０】
前記消去時に、前記感熱記録媒体上にスキャンする前記レーザビームのビーム径、前記レーザビームのパワー及び前記感熱記録媒体の搬送スピードを、前記書き込み時における前記感熱記録媒体上にスキャンする前記レーザビームのビーム径、前記レーザビームのパワー及び前記感熱記録媒体の搬送スピードと同一にすることを特徴とする請求項９記載の非接触光書き込み消去方法。
【請求項１１】
前記消去時における前記レーザビームの前記走査スピードよりも速く設定することにより前記感熱記録媒体上にスキャンする前記レーザビームの照射領域間に前記感熱記録媒体の搬送方向と同一方向にオーバラップ部分を発生させることを特徴とする請求項９記載の非接触光書き込み消去方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−１７２８０１（Ｐ２００９−１７２８０１Ａ）
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１９３２（Ｐ２００８−１１９３２）
【出願日】平成２０年１月２２日（２００８．１．２２）
【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８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２２日（２００８．１．２２）
【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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