(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加えられる熱エネルギーによって顕色状態と消色状態に変化するリライタブル媒体としての記録媒体と接触して前記記録媒体上に印字を形成する熱エネルギーをパルス的に加える印字用ヘッドを有するリライタブル媒体記録装置であって、環境温度および／又は前記記録媒体の種類に応じて印字を行い、印字に当っては１ドット印字時間の加熱初期においてパルス幅制御を行うとともに加熱中期にパルスの周期を短くし、加熱後期においては更に短周期のパルスでパルス数制御を行うパルス制御部を備えたことを特徴とするリライタブル媒体記録装置。
【請求項２】
前記記録媒体の種類を設定する機械的スイッチを備え、前記パルス制御部は前記記録媒体の種類を前記機械的スイッチから入力され識別することを特徴とする請求項１記載のリライタブル媒体記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱エネルギーにより可視像等の印字の記録と消去を繰り返し行うことができるリライタブル媒体に対して印字形成、印字消去を行うリライタブル媒体記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の記録装置としては、紙などの一般的な記録媒体にインクなどを外部から吹き付けるなどして可視像を形成するか、または感熱記録層を紙等の基材上に設けてこの記録層に可視像を形成するなどして記録するものだけであった。このような記録装置では、あまりに記録媒体の無駄が多く、省資源・リサイクルの考えに逆行するため、近年、記録（印字）・消去を繰り返し行える感熱樹脂を利用したリライタブル記録媒体（リライタブル媒体）が注目されている。
【０００３】
しかし、リライタブル記録媒体の消去手段にヒートスタンプあるいはヒートローラを用いる場合、消去手段を常に最適な温度に維持するためには、消去手段の熱容量を大きくする必要があり、消去手段自体が大きくなり、記録装置が全体として大きく高価なものになるという不具合がある。また、熱容量を大きくしてしまったために、電源投入時から消去可能な状態に達するまでに時間がかかり、更にいつでも消去出来るように保温しておかなければならないために無駄な電力を必要とするという不具合がある。
【０００４】
これらの不具合を解消するために、リライタブル媒体記録装置に加えられる熱エネルギーによって顕色状態と消色状態に変化する記録媒体に記録された可視像を消去できる熱エネルギーを加える付与手段としての厚膜ヒータ等の発熱体を有する記録装置や、この付与手段により消去した後、もし可視像が消え残っていたなら、可視像を消去すると同時に新たな可視像を上書き記録する記録手段を具備するリライタブル媒体記録装置などが使用されている。また、熱エネルギーを加えることで可視像を印字・消去する熱付与手段においては、環境温度などの影響を抑え、温度を常に一定に保つために温度制御を行っており、具体的には、電圧一定とし、電流を断続的に加えるＰＷＭ（パルス幅制御）、ＰＮＭ（パルス数制御）などのパルス制御方法がとられることが一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようなリライタブル媒体記録装置においては、熱エネルギーを加える発熱体などの付与手段を記録媒体に対して圧着し、相対的に搬送させながら印字画像の印字・消去を行う場合、発熱体の温度、押圧荷重、圧着面積、面粗さ、相対速度等のパラメータを適切な値とすることが必要であり、いずれかの値が不適切な場合、消去品質・印字品質の劣化や、可視像の繰り返し印字消去寿命の著しい短命化が生じるという問題があった。また、最悪の場合、記録媒体と発熱体が吸着して相対的な搬送が停止し、記録媒体の一部が異常に高温となり、記録媒体の変形を生じてしまうという問題があった。更に、上記のパラメータは、記録媒体側の特性である感熱樹脂の化学組成、熱伝導率および厚み、感熱樹脂の表面に塗布される部材の熱伝導率および厚み、記録媒体表面の面粗さなどを考慮して決定されるが、感熱樹脂の違いによって最適な値が異なり、また、同一の感熱樹脂であっても、感熱樹脂の上層に形成される保護材が異なる場合、その最適な値が異なることが多いという問題があった。
【０００６】
従って、一台の記録装置で複数の記録媒体種に最適な印字消去を行うためには、何らかの方法によって記録装置の印字・消去に関するパラメータの一部を切り替える必要がある。そのため、従来、機械的スイッチやソフト的な設定によって、発熱体に加える電力量を調整することが行われてきた。しかし、記録媒体側の特性が大きく異なる場合、発熱体に加える電力量の調整のみでは対応することができないという問題点を有していた。また、特に印字においてはより細かい発熱制御が必要となり、パルス幅制御あるいはパルス数制御のいずれかのみのパルス数制御方法では対応できない場合があるという問題点を有していた。
【０００７】
このリライタブル媒体記録装置では、環境温度や記録媒体の特性、発熱体の特性が変化しても最適な消去品質、印字品質を得ることが要求されている。
【０００８】
本発明は、環境温度や記録媒体の特性、発熱体の特性が変化しても最適な印字品質を得ることができるリライタブル媒体記録装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明のリライタブル媒体記録装置は、加えられる熱エネルギーによって顕色状態と消色状態に変化するリライタブル媒体としての記録媒体と接触して前記記録媒体上に印字を形成する熱エネルギーをパルス的に加える印字用ヘッドを有するリライタブル媒体記録装置であって、環境温度および／又は前記記録媒体の種類に応じて印字を行い、印字に当っては１ドット印字時間の加熱初期においてパルス幅制御を行うとともに加熱中期にパルスの周期を短くし、加熱後期においては更に短周期のパルスでパルス数制御を行うパルス制御部を備えた構成を有している。
【００１０】
これにより、環境温度や記録媒体の特性、発熱体の特性が変化しても最適な印字品質を得ることができるリライタブル媒体記録装置が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載のリライタブル媒体記録装置は、加えられる熱エネルギーによって顕色状態と消色状態に変化するリライタブル媒体としての記録媒体と接触して前記記録媒体上に印字を形成する熱エネルギーをパルス的に加える印字用ヘッドを有するリライタブル媒体記録装置であって、環境温度および／又は前記記録媒体の種類に応じて印字を行い、印字に当っては１ドット印字時間の加熱初期においてパルス幅制御を行うとともに加熱中期にパルスの周期を短くし、加熱後期においては更に短周期のパルスでパルス数制御を行うパルス制御部を備えることとしたものである。
【００１６】
この構成により、記録媒体の種類が変わっても、印字用ヘッドの表面温度を適正温度に設定することができ、最適な印字品質が得られるという作用を有する。
【００１７】
請求項２に記載のリライタブル媒体記録装置は、請求項１記載のリライタブル媒体記録装置において、記録媒体の種類を設定する機械的スイッチを備え、パルス制御部は記録媒体の種類を機械的スイッチから入力され識別することとしたものである。
【００１８】
この構成により、記録媒体の種類の設定が容易化され、操作が容易化されるという作用を有する。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図６を用いて説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
図１（ａ）は一般的なリライタブル媒体記録装置の概略を示す構成図である。
【００２１】
図１（ａ）において、１はリライタブル媒体としての記録媒体を記録装置内で搬送する３組の搬送ローラ、２は記録媒体に磁気記録媒体を設けた時に磁気データを書き込む磁気ヘッド、３は記録媒体が磁気ヘッド２のところまで搬送されてきたときに磁気ヘッド２に記録媒体を押圧させる押圧ローラ、４は記録媒体に可視像等の印字を記録するための印字用ヘッドとしてのサーマルヘッド、５は消去するための消去用ヒータとしての厚膜ヒータ、６はサーマルヘッド４、厚膜ヒータ５に対向するプラテンローラ、７は記録媒体が搬送される搬送路である。
【００２２】
図１（ｂ）は本発明の実施の形態１によるリライタブル媒体記録装置を構成する制御部を示すブロック図である。
【００２３】
図１（ｂ）において、８は速度制御部９とパルス制御部１０とを有する制御部、１１は記録媒体の種類を設定するための機械的スイッチである。速度制御部９は、機械的スイッチ１１からの記録媒体の種類を示す種類信号ＳＨと、図示しない温度計からの周囲温度（環境温度）を示す温度信号ＴＨ０と、厚膜ヒータ５からの厚膜ヒータ温度を示す温度信号ＴＨ１とを入力し、これらの信号ＳＨ、ＴＨ０、ＴＨ１に応じた搬送速度制御信号（例えば搬送ローラ１を駆動するモータの回転数制御信号）ａを出力する。また、パルス制御部１０は、機械的スイッチ１１からの記録媒体の種類を示す種類信号ＳＨと、図示しない温度計からの周囲温度（環境温度）を示す温度信号ＴＨ０とを入力し、これらの信号ＳＨ、ＴＨ０に応じたパルス制御信号ｂと厚膜ヒータ５の印加パルス制御信号ｐとを出力する。パルス制御信号ｂは、サーマルヘッド４に印加されるパルス信号のパルス幅、パルス周期、パルス数を制御するための信号である。パルス制御信号ｐは、厚膜ヒータ５に印加されるパルス信号のパルス幅、パルス周期、パルス数を制御するための信号である。
【００２４】
このように構成されたリライタブル媒体記録装置について、その消去動作、印字動作を説明する。
【００２５】
記録媒体は点線で示す搬送路７に図１（ａ）の左側端から挿入され、搬送ローラ１によって右側端の方向に搬送される。そこで、厚膜ヒータ５の加熱を開始する。厚膜ヒータ５を加熱している間は、厚膜ヒータ５の裏に取り付けられたサーミスタによって温度ＴＨ１を計測し、設定消去温度に達した後、記録媒体を搬送ローラ１にて図１（ａ）の左側のサーマルヘッド４、厚膜ヒータ５の所まで搬送する。適切なところに搬送された時点で、図示されてはいないが、サーマルヘッド４、厚膜ヒータ５を記録媒体上に圧着する駆動装置を駆動して記録媒体上にサーマルヘッド４、厚膜ヒータ５を圧着する。
【００２６】
図２は、或る記録媒体Ａについて、環境温度と搬送速度をパラメータとした時のリライタブル記録媒体上の可視像を完全に消去するために必要な厚膜ヒータ５の温度範囲を示すグラフである。図２において、領域ＳＡ１の範囲は、記録媒体Ａ上に記録した可視像を２８ｍｍ／ｓｅｃの相対速度（或る搬送速度で搬送される記録媒体と厚膜ヒータ５との相対速度）で搬送して消去する際に必要な厚膜ヒータ５の温度範囲を示す。領域ＳＡ２の範囲は、記録媒体Ａ上に記録した可視像を５６ｍｍ／ｓｅｃの相対速度で搬送して消去する際に必要な厚膜ヒータ５の温度範囲を示す。
【００２７】
図３は、或る記録媒体Ｂについて、環境温度と搬送速度をパラメータとした時のリライタブル記録媒体上の可視像を完全に消去するために必要な厚膜ヒータ５の温度範囲を示すグラフである。領域ＳＢ１の範囲は記録媒体Ｂ上に記録した可視像を２８ｍｍ／ｓｅｃの相対速度で搬送して消去する際に必要な厚膜ヒータ５の温度範囲を示す。領域ＳＢ２の範囲は記録媒体Ｂ上に記録した可視像を５６ｍｍ／ｓｅｃの相対速度で搬送して消去する際に必要な厚膜ヒータ５の温度範囲を示す。
【００２８】
消去動作については、処理速度を短縮するため、搬送速度をできる限り高速に設定できることが望ましい。また、環境温度や機器間の特性差などの影響を考慮して、実使用上安定して完全な消去特性を確保するために約１０度以上の消去温度幅があることが望ましい。しかし、記録媒体Ａについては、５６ｍｍ／ｓｅｃの相対速度で搬送した場合、環境温度１５度以下では完全には消去することができないことが分かる。従って、搬送速度を可変、切り替えできない従来の装置では、全環境温度での動作を保証するため、それ以下の搬送速度、例えば２８ｍｍ／ｓｅｃを選択する必要があった。記録媒体Ｂについては、２８ｍｍ／ｓｅｃと５６ｍｍ／ｓｅｃのいずれの搬送速度においてもほぼ同様の消去温度幅を示しており、記録媒体Ａと比較して搬送速度の影響を受けにくい媒体である。そこで本実施の形態の速度制御部９においては、記録媒体Ａ使用の際、環境温度１５度以下では２８ｍｍ／ｓｅｃの搬送速度を選択し、環境温度１５度以上では５６ｍｍ／ｓｅｃの搬送速度を選択する。また、記録媒体Ｂ使用の際には、常に５６ｍｍ／ｓｅｃの搬送速度を選択する。従って、低温環境下での安定した消去動作と、高温環境下での処理速度の短縮を数種の記録媒体に対して実現することができる。印字動作についても、処理時間を短縮するため、搬送速度をできる限り高速に設定できることが望ましい。しかし、媒体によって十分な印字をするのに必要な熱量が異なり、１台の記録装置で対応するためには、搬送速度の変更の必要性が発生する。また、記録媒体の種類を選択するため、リライタブル媒体記録装置が磁気ヘッドなどの記録装置を持つ場合、可視像を印字する際、記録媒体の種類を磁気記録層などに記録しておき、次に可視像を消去・印字する際には、磁気データを先ず読み込み、それにより得られる記録媒体の種類のデータにより、可視像の消去・印字の搬送速度を決定する。また、機械的スイッチ１１（図１（ｂ））を設けることで、機械的スイッチ１１の設定値から記録媒体の種類を読みとり、同様にして消去・印字の搬送速度を決定する。
【００２９】
次に、印字の発熱体制御（印字時のサーマルヘッド４の制御）について説明する。
【００３０】
図４、図５、図６は、サーマルヘッド４に加えられる電力のオンの割合と表面温度の変化を示すグラフである。電力のオンの割合を以下デューティー比という言葉であらわす。図４〜図５において、特性線Ｓ１、Ｓ２はサーマルヘッド４の表面温度ＴＨ２を示し、パルスＳ３、Ｓ４はサーマルヘッド４に加えられるデューティー比の変化を示す。図５は従来制御としてのパルス幅制御（ＰＷＭ）を示し、図６は従来制御としてのパルス数制御（ＰＮＭ）を、図４は本実施の形態におけるパルス制御を示す。なお、実線Ｓ１は発熱体中心部の表面温度の変化を示し、破線Ｓ２は発熱体周辺部の表面温度の変化を示す。
【００３１】
まず、図５のＰＷＭ制御による場合について説明する。この方法の場合、発熱体表面温度を高くする場合は一点鎖線Ｓ３のようにオン時間を長くし、発熱体表面温度を低くする場合は実線Ｓ４のようにオン時間を短くする。この方法の長所は、電力量に対して発熱体表面温度が効率よく上昇することである。しかしながら、発熱体中央が周辺に対して高温になると、環境温度や発熱体素子の特性のばらつきなどにより、表面温度がばらつきやすいという欠点がある。逆に図６のＰＮＭ制御による場合、発熱体表面温度を高くする場合は一点鎖線Ｓ３のようにオンパルス数を多くし、発熱体表面温度を低くする場合は実線Ｓ４のようにオンパルス数を少なくする。この方法の場合、与える電力量に対して、発熱体表面温度が徐々に上昇する。そのため、発熱体中央と周辺との表面温度差が小さく、環境温度や発熱体素子の特性のばらつきの影響を受けにくい。ただし、与えられる電力に対する発熱体表面温度上昇の効率はＰＷＭ制御による場合よりも悪化する。そのため、ＰＮＭ制御では、印字の際の媒体搬送速度を高く、１ドットの印字時間を短くした場合、規定時間内に目標温度まで達しないことがある。
【００３２】
図４の場合、加熱初期においては、ＰＷＭ制御とし、発熱体表面温度ＴＨ２を高くする場合は一点鎖線Ｓ３のようにオン時間を長くし、発熱体表面温度ＴＨ２を低くする場合は実線Ｓ４のようにオン時間を短くする。加熱中期においてもＰＷＭ制御とするが、加熱初期よりもパルス周期を短くして、連続加熱による発熱体表面温度ＴＨ２の急激な上昇を抑える。加熱後半では、更に短いパルス周期のＰＮＭ制御とし、発熱体表面温度ＴＨ２を高くする場合はオンパルス数を多くし、発熱体表面温度ＴＨ２を低くする場合はオンパルス数を少なくする。以上のように、発熱体表面温度ＴＨ２が低い加熱初期においては発熱効率を重視したＰＷＭ制御とし、発熱体表面温度ＴＨ２が目標温度近くになると表面温度制度を重視したＰＮＭ制御とする。そのため、媒体搬送速度を高くした場合でも短時間に精度良く目標温度まで昇温することができる。なお、目標とする発熱体表面温度は記録媒体の種類により異なり、パルス制御部１０は、種類信号ＳＨと環境温度ＴＨ０とに基づくパルス信号ｂによりサーマルヘッド４の表面温度を制御する。
【００３３】
また、記録媒体の種類を選択するため、リライタブル媒体記録装置が磁気ヘッドなどの記録装置を持つ場合、可視像を印字する際、記録媒体の種類を磁気記録層などに記録しておき、次に可視像を印字する際には、磁気データを先ず読み込み、それにより得られる記録媒体の種類のデータにより可視像の印字の際の発熱体制御方法を決定することができる。また、機械的スイッチ１１を設けることで、機械的スイッチ１１の設定値から記録媒体の種類を読みとり、同様にして印字の際の発熱体制御方法を決定することができる。
【００３４】
以上のように本実施の形態によれば、記録媒体の搬送速度を、環境温度および／又は記録媒体の種類に応じて、媒体印字情報の消去・印字に最適な速度に制御する速度制御部９を備えたことにより、環境温度や記録媒体の種類（すなわち記録媒体の特性）が変化しても、媒体印字情報を最適搬送速度で消去・印字することができるので、最適な消去品質・印字品質を得ることができる。また、記録媒体の種類を設定する機械的スイッチ１１を備え、速度制御部９は記録媒体の種類を機械的スイッチ１１から入力され識別するようにしたことにより、記録媒体の種類の設定が容易化されるので、操作が容易化される。さらに、パルスのパルス幅とパルス周期とパルス数とを同時に、環境温度および／又は記録媒体の種類に応じて制御するパルス制御部１０を備えたことにより、記録媒体の種類が変わっても、印字用ヘッド４の表面温度を適正温度に設定することができ、最適な印字品質を得ることができる。
【００３７】
以上説明したように請求項１記載のリライタブル媒体記録装置によれば、加えられる熱エネルギーによって顕色状態と消色状態に変化するリライタブル媒体としての記録媒体と接触して前記記録媒体上に印字を形成する熱エネルギーをパルス的に加える印字用ヘッドを有するリライタブル媒体記録装置であって、環境温度および／又は前記記録媒体の種類に応じて印字を行い、印字に当っては１ドット印字時間の加熱初期においてパルス幅制御を行うとともに加熱中期にパルスの周期を短くし、加熱後期においては更に短周期のパルスでパルス数制御を行うパルス制御部を備えたことにより、記録媒体の種類が変わっても、印字用ヘッドの表面温度を適正温度に設定することができるので、最適な印字品質を得ることができるという有利な効果が得られる。
【００３８】
請求項２記載のリライタブル媒体記録装置によれば、請求項１記載のリライタブル媒体記録装置において、記録媒体の種類を設定する機械的スイッチを備え、パルス制御部は記録媒体の種類を機械的スイッチから入力され識別することにより、記録媒体の種類の設定を容易化することができるので、操作を容易化することができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）一般的なリライタブル媒体記録装置の概略を示す構成図
（ｂ）本発明の実施の形態１によるリライタブル媒体記録装置を構成する制御部を示すブロック図
【図２】或る記録媒体について、環境温度と搬送速度をパラメータとした時のリライタブル記録媒体上の可視像を完全に消去するために必要な厚膜ヒータの温度範囲を示すグラフ
【図３】或る記録媒体について、環境温度と搬送速度をパラメータとした時のリライタブル記録媒体上の可視像を完全に消去するために必要な厚膜ヒータの温度範囲を示すグラフ
【図４】サーマルヘッドに加えられる電力のオンの割合と表面温度の変化を示すグラフ
【図５】サーマルヘッドに加えられる電力のオンの割合と表面温度の変化を示すグラフ
【図６】サーマルヘッドに加えられる電力のオンの割合と表面温度の変化を示すグラフ
【符号の説明】
１  搬送ローラ
２  磁気ヘッド
３  押圧ローラ
４  サーマルヘッド（印字用ヘッド）
５  厚膜ヒータ（消去用ヒータ）
６  プラテンローラ
７  搬送路
８  制御部
９  速度制御部
１０  パルス制御部
１１  機械的スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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