(57)【要約】【課題】  磁力と熱を用いて描画および画像消去を行う方式のリライタブルペーパーに対する、鮮明な画像の高速印刷および完全な消去を可能とする。同時に、印刷装置が周囲に与える磁界の影響を低減し、また印刷装置の小型化および省エネルギー化を実現する。【解決手段】  永久磁石片１１ａと永久磁石片１１ｂとを、異なる極性の磁極が隣り合い、かつ磁軸が平行となるように組み合わせて、永久磁石１１を構成する。サーマルヘッド１２は、永久磁石片１１ａと永久磁石片１１ｂとの境界面と永久磁石１１の上面との交線上に多数の発熱体１２１を有しており、点描すべき画素上の発熱体１２１を発熱させる。その結果、溶融した低温溶融体１６５に含まれる磁性粉１６４が永久磁石１１の上面中央部に生じる強力かつフォーカスされた磁力により透明層１６３側に吸引される。その後、低温溶融体１６５が冷却され、磁性粉１６４が透明層１６３側から見て黒い点となる。【選択図】      図８
2005313533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる極性の磁極が隣り合うように配置された２以上の磁石と、
異なる極性の磁極が隣り合うように並んだ前記２以上の磁石間の境界近傍の指定された位置において熱を生じさせる熱生成手段と
を備えることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
前記２以上の磁石は、各々の磁軸を平行にして配置されていること
を特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。
【請求項３】
一方向に沿って異なる極性の磁極が交互に並ぶように配置されていること
を特徴とする請求項２に記載の磁気ヘッド。
【請求項４】
前記２以上の磁石は、各々の磁軸が同一方向を向くように配置されていること
を特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。
【請求項５】
前記２以上の磁石の少なくとも一部が、低摩擦抵抗素材でコーティングされていること
を特徴とする請求項１乃至４に記載の磁気ヘッド。
【請求項６】
前記２以上の磁石の少なくとも一部が、磁性体素材でコーティングもしくは取り囲まれていること
を特徴とする請求項１乃至５に記載の磁気ヘッド。
【請求項７】
前記２以上の磁石と前記熱生成手段との距離が変化するように、前記２以上の磁石および前記熱生成手段の少なくともいずれか一方を移動する移動手段
を備えることを特徴とする請求項１乃至６に記載の磁気ヘッド。
【請求項８】
前記熱生成手段は、自ら発熱し、前記２以上の磁石間の境界近傍の位置において熱を生じさせる加熱手段であること
を特徴とする請求項１乃至７に記載の磁気ヘッド。
【請求項９】
前記熱生成手段は、前記２以上の磁石間の境界近傍の位置に配置された抵抗に対し通電させることにより当該抵抗に熱を発生させる通電手段であること
を特徴とする請求項１乃至７に記載の磁気ヘッド。
【請求項１０】
前記熱生成手段は、前記２以上の磁石間の境界近傍の位置に電磁波を照射することにより、当該位置において熱を発生させる電磁波照射手段であること
を特徴とする請求項１乃至７に記載の磁気ヘッド。
【請求項１１】
シート状の情報表示媒体を搬送する搬送手段と、
前記情報表示媒体の搬送経路に対向するように配置された請求項１乃至１０に記載の磁気ヘッドと
を備えることを特徴とするリライタブルプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁力を利用するリライタブルペーパーに対する書き込みおよび消去を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の紙による印刷物において困難であった省資源化、情報管理の効率化等を実現する情報表示媒体として、印刷内容を書き換え可能な薄いシート（以下、「リライタブルペーパー」と呼ぶ）が開発されている。磁力を用いて印刷内容の書き換えを行う方式用のリライタブルペーパーとして、例えば特許文献１に開示のものがある。
【特許文献１】特開２００３−３０２６６０号公報
【０００３】
図１６は、特許文献１において開示されているリライタブルペーパー１６の構成の概要を示す図である。リライタブルペーパー１６は、スペーサ１６１により互いに離間して配置された基層１６２および透明層１６３の間に磁性粉１６４を含む低温溶融体１６５を充填した構成を有している。リライタブルペーパー１６は、何ら描画が行われていない状態において、磁性粉１６４が基層１６２側に配置されている。低温溶融体１６５は例えば白色に着色されており、常温において固体である。また、磁性粉１６４は例えば黒色に着色されている。
【０００４】
リライタブルペーパー１６に対し描画を行いたい場合、描画したい画像の各画素に対応するリライタブルペーパー１６の位置において、例えば基層１６２側から加熱すると同時に、透明層１６３側から磁力を加える。その結果、加熱された位置の近辺の低温溶融体１６５が固体から液体に変化し、液体に変化した低温溶融体１６５に含まれていた磁性粉１６４が基層１６２と透明層１６３との間で移動可能となり、加えられた磁力により透明層１６３側に移動する。その後、加熱を中止し液体に変化した低温溶融体１６５を自然冷却もしくは強制冷却する。その結果、液体に変化していた低温溶融体１６５が固体に戻り、透明層１６３側に移動した磁性粉１６４はその位置に留まるようになる。
【０００５】
上記のような処理の結果、加熱および磁力が加えられた画素においてのみ、磁性粉１６４が透明層１６３側に配置される。透明層１６３側に配置された黒色の磁性粉１６４は透明層１６３側の外部から視認でき、一方、基層１６２側に配置された磁性粉１６４は白色の低温溶融体１６５により遮られ透明層１６３側の外部からは視認できない。その結果、ユーザはリライタブルペーパー１６の透明層１６３側の位置に選択的に配置された磁性粉１６４全体を画像として認識することができる。
【０００６】
一方、リライタブルペーパー１６に描画されている画像を消去したい場合、消去したい各画素に対応するリライタブルペーパー１６の位置において、例えば透明層１６３側から加熱を行うと同時に、基層１６２側から磁力を加え、その後、加熱を中止する。その結果、磁性粉１６４が基層１６２側に移動し、透明層１６３側の外部からその画素における磁性粉１６４が視認できなくなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、画像の印刷において、画素の細かさ（以下、「分解能」と呼ぶ）および明暗差の最大値（以下、「コントラスト」と呼ぶ）は印刷された画像の品質を左右する。すなわち、分解能が高く、コントラストが大きい程、鮮明な画像の印刷が可能となる。
【０００８】
上述したリライタブルペーパーに対する描画および画像の消去における分解能を高めるためには、加熱領域の面積を狭くすると同時に、磁力を加える領域の面積を狭くする必要がある。加熱により液体化された低温溶融体の部分と、固体状態の低温溶融体の部分との境界に不要な磁力が加わり、境界に位置する磁性粉が意図せず透明層側に移動されることを防ぐためである。
【０００９】
また、上述したリライタブルペーパーに対する描画および画像の消去におけるコントラストを大きくするためには、加える磁力の磁場強度を高める必要がある。意図する全ての磁性粉が、可能な限り透明層もしくは基層に近い位置まで移動されるようにするためである。
【００１０】
しかしながら、従来技術による磁石を用いてリライタブルペーパーに対し磁力を加える場合、ある程度の広がりを持った磁界が発生するため、分解能を高めることができないという問題があった。
【００１１】
また、コントラストを高めるためには、大型の永久磁石を用いることにより磁場強度を高めることが考えられるが、その場合、印刷装置の小型化および低コスト化が困難であるという問題があった。一方、電磁石により磁場強度を高めると、エネルギー消費が大きくなるという問題があった。さらに、永久磁石および電磁石のいずれを用いる場合であっても、単純に磁場強度を高めると、印刷装置の周辺にまで磁界が及び、周辺に配置された他の精密機器等に不要な磁力が加えられ、誤動作等を招く危険性があった。
【００１２】
さらに、印刷速度を高めるためには、コントラストを高める場合と同様に、磁場強度を高める必要がある。従って、従来技術による磁石を用いた場合、印刷速度を高めようとすると、コントラストを高める場合と同様の問題が生じていた。
【００１３】
上記の状況に鑑み、本発明は、局所的に高い磁場強度の磁力を発生させることが可能な小型かつ省電力のリライタブルペーパー用磁気ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を達成するために、本発明は、異なる極性の磁極が隣り合うように配置された２以上の磁石と、異なる極性の磁極が隣り合うように並んだ前記２以上の磁石間の境界近傍の指定された位置において熱を生じさせる熱生成手段とを備えることを特徴とする磁気ヘッドを提供する。
【００１５】
かかる構成の磁気ヘッドによれば、特定の位置において熱を発生させると同時に、当該特定の位置に対し局所的に強い磁力を加えることが可能となる。その結果、周囲に対し不要な磁力を加えることなく、磁力と熱を用いる方式用のリライタブルペーパーに対する鮮明な画像の高速印刷が可能となる。
【００１６】
好ましい態様においては、前記２以上の磁石は、各々の磁軸を平行にして配置されている。その場合、磁石間の境界近傍に、より局所的かつ強い磁場強度の磁力を発生させることができる。
【００１７】
さらに、上記態様の、ある好ましい態様においては、一方向に沿って異なる極性の磁極が交互に並ぶように配置されている。その場合、一群の磁石の長手方向に対し垂直に、複数列の磁場強度の強い磁力を発生させることができるため、高速印刷が可能な小型の磁気ヘッドを構成することが可能となる。
【００１８】
また、他の好ましい態様においては、前記２以上の磁石は、各々の磁軸が同一方向を向くように配置されている。
【００１９】
さらに、上述した各々の態様における、さらに好ましい態様においては、前記２以上の磁石の少なくとも一部が、低摩擦抵抗素材でコーティングされている。その場合、磁石の摩耗の軽減、リライタブルペーパーの破損の防止、騒音の低減等の効果が得られる。
【００２０】
さらに、上述した各々の態様における、さらに好ましい態様においては、前記２以上の磁石の少なくとも一部が、磁性体素材でコーティングもしくは取り囲まれている。その場合、不要な磁界の拡散が低減される。
【００２１】
さらに、上述した各々の態様における、さらに好ましい態様においては、磁気ヘッドは、前記２以上の磁石と前記熱生成手段との距離が変化するように、前記２以上の磁石および前記熱生成手段の少なくともいずれか一方を移動する移動手段を備えている。その場合、リライタブルペーパーに加えられる磁力を変化させることにより、滑らかな濃淡表現が可能な印刷装置を実現することが可能となる。
【００２２】
ところで、上述した各々の態様において、前記熱生成手段は、例えば、自ら発熱し、前記２以上の磁石間の境界近傍の位置において熱を生じさせる加熱手段である。また、上述した各々の態様において、前記熱生成手段は、例えば、前記２以上の磁石間の境界近傍の位置に配置された抵抗に対し通電させることにより当該抵抗に熱を発生させる通電手段である。また、上述した各々の態様において、前記熱生成手段は、例えば、前記２以上の磁石間の境界近傍の位置に電磁波を照射することにより、当該位置において熱を発生させる電磁波照射手段である。
【００２３】
また、上記課題を達成するために、本発明は、シート状の情報表示媒体を搬送する搬送手段と、前記情報表示媒体の搬送経路に対向するように配置された請求項１乃至１０に記載の磁気ヘッドとを備えることを特徴とするリライタブルプリンタを提供する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明にかかる磁気ヘッドによれば、周囲に対し不要な磁力を加えることなく、磁力と熱を用いて描画および画像の消去を行う方式のリライタブルペーパーに対する鮮明な画像の高速印刷が可能となる。その場合、磁気ヘッドが大型化することはなく、また従来のものと比較してエネルギー消費が増えることもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
［実施形態］
［１．磁石の構成および特性］
本発明にかかる、磁力を利用する方式のリライタブルペーパーに対し画像の印刷および画像の消去を行うための磁石を備えた印刷用ヘッド（以下、単に「磁気ヘッド」と呼ぶ）は、その磁石に特徴を備えている。従って、以下、本発明にかかる磁気ヘッドに用いられる磁石の構成を説明する。
【００２６】
従来技術にかかる磁気ヘッドには、通常、１枚構成の永久磁石が用いられている。図１７は通常の永久磁石１７１が発生する磁力線を示す図である。永久磁石１７１の縦方向および横方向の長さはそれぞれ１０ｍｍである。また、図１８は図１７の直線ａｃ上の各点における永久磁石１７１の磁力線密度、すなわち磁場強度を示すグラフである。直線ａｃは永久磁石１７１の表面と平行で、表面から０．２ｍｍ離れている。図１８の横軸は図１７における点ａからの距離を示し単位はミリメートル（ｍｍ）である。また、図１８の縦軸は磁場強度を示し単位はテスラである。例えば、図１８の横軸５ｍｍにおける縦軸の値は、図１７の点ｂにおける磁場強度を示している。
【００２７】
図１は、本発明にかかる磁気ヘッドに用いられる永久磁石１１が発生する磁力線を示す図である。永久磁石１１は、永久磁石１７１と同じサイズで同じ磁場強度を有する永久磁石を半分に切断した２個の永久磁石片、すなわち永久磁石片１１ａおよび永久磁石片１１ｂを組み合わせた構成を有している。永久磁石片１１ａと永久磁石片１１ｂは、異なる極性の磁極が隣り合い、かつ磁軸が平行になるように配置されている。永久磁石１１の縦方向および横方向の長さはそれぞれ１０ｍｍである。
【００２８】
また、図２は図１の直線ＡＣ上の各点にける永久磁石１１の磁場強度を示すグラフである。直線ＡＣは永久磁石１１の表面と平行で、表面から０．２ｍｍ離れている。図２の横軸は図１における点Ａからの距離を示し単位はミリメートル（ｍｍ）である。また、図２の縦軸は磁場強度を示し単位はテスラである。
【００２９】
図１７および図１８から明らかなように、永久磁石１７１においては磁石の角部分の磁場強度が高い。しかしながら、より強い磁力をリライタブルペーターに対し与えるためにはリライタブルペーパーと磁石との距離を可能な限り近づけたいので、磁石の角部分における磁力を利用するのは望ましくない。後述するように、リライタブルペーパーに対する描画を行う場合、リライタブルペーパーを磁石とサーマルヘッドとで挟み込む必要があるが、サーマルヘッドと磁石の角部分がリライタブルペーパーを挟み込むように加圧が行われると、リライタブルペーパーが容易に破損する危険があるためである。また、リライタブルペーパーが磁石の角部分により加圧される場合、リライタブルペーパーが反ったりする結果、描画位置が不正確になる、といった問題も生じやすい。
【００３０】
一方、本発明にかかる永久磁石１１においては、磁石の上面もしくは下面の中央部、例えば点Ｂ付近の磁場強度が大きい。すなわち、永久磁石１１においては角部分ではなく平面部分に磁場強度のピークが生じるため、リライタブルペーパーに対する描画を行う際、サーマルヘッドと永久磁石１１の平面部とによりリライタブルペーパーを挟み込むように加圧することにより、リライタブルペーパーを破損したり、リライタブルペーパーに反りを生じさせたりすることなく、リライタブルペーパーに対し強い磁力を与えることが可能となる。
【００３１】
ところで、磁石が磁性体を吸引する力（以下、「吸引力」と呼ぶ）は、磁場強度と磁場勾配の積（以下、その積を「吸引力係数」と呼ぶ）に比例することが知られている。図３は、磁石の上面中央部からの距離と吸引力係数との関係を永久磁石１７１と永久磁石１１について比較したグラフである。図３において、グラフ３ａは永久磁石１７１の上面中央部からの距離と吸引力係数との関係を、またグラフ３ｂは永久磁石１１の上面中央部からの距離と吸引力係数との関係を示している。
【００３２】
永久磁石１７１の上面中央部においては、図１８に示されるように、磁場勾配が０に近いため、吸引力係数が小さく、また上面からの距離を変化させても吸引力係数に大きな変化が生じない。一方、図２に示されるように、永久磁石１１の上面中央部における磁場勾配が大きい結果、永久磁石１７１における吸引力係数と比較して、全体として大きな吸引力係数が得られる。さらに、永久磁石１１の上面からの距離に応じて吸引力係数が変化する。このことは、永久磁石１１を用いた磁気ヘッドにおいては、リライタブルペーパーと永久磁石１１との距離を変化させることにより、描画における解像度およびコントラストを容易に調整可能であることを示す。そのような効果は、永久磁石１７１を用いた磁気ヘッドからは得られない。
【００３３】
［２．印刷装置の構成］
続いて、本発明の好ましい実施形態として、永久磁石１１を用いた磁気ヘッド１０を備える印刷装置１の構成を説明する。以下の説明で「印刷装置」とは、リライタブルペーパー１６に対し描画および描画された画像の消去を行うことが可能なリライタブルプリンタを意味する。図４は、印刷装置１を上から見た場合の各構成部の配置を模式的に示した図である。ただし、制御部２０および駆動回路１３については、印刷装置１における位置は任意に決定可能であるので、図４においては便宜的に印刷装置１の外に示されている。また、図５および図６は、印刷装置１を図４の矢印Ａ１の方向から見た場合の印刷装置１の主要な構成部の配置を模式的に示した図である。
【００３４】
印刷装置１は、リライタブルペーパー１６に対し画像の描画を行う磁気ヘッド１０、印刷装置１の各構成部の制御を行う制御部２０、描画時に磁気ヘッド１０に含まれるサーマルヘッド１２をリライタブルペーパー１６に近接させるための回転運動を行うモータ３１、リライタブルペーパー１６の位置を検知するセンサ４１およびセンサ４２、リライタブルペーパー１６を移動させるローラ５１、ローラ５２およびローラ５３、そしてローラ５１等を回転させるモータ６１を備えている。
【００３５】
制御部２０は、制御部２０において各種制御のためのデータ処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２１、ＣＰＵ２１のデータ処理の手順を示すプログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２２、ＣＰＵ２１が作業領域として使用するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２３、外部装置２との間でデータの送受信を行う入出力Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）２４を有している。制御部２０の各構成部は、バス２５を介して相互に接続されている。
【００３６】
磁気ヘッド１０は、リライタブルペーパー１６に対し磁力を与える永久磁石１１、リライタブルペーパー１６の特定の位置において加熱を行うサーマルヘッド１２、サーマルヘッド１２に対し加熱すべき位置を指定する駆動回路１３を備えている。永久磁石１１は、図４における横方向に細長い形状の永久磁石片１１ａおよび永久磁石片１１ｂを隣接させて配置した組合せ磁石である。図１を用いて既に説明したように、永久磁石１１においては、永久磁石片１１ａの上面がＮ極、永久磁石片１１ｂの上面がＳ極となるようにそれぞれの磁石が配置されている。ここで永久磁石片１１ａおよび永久磁石片１１ｂの上面における極性が逆であることが重要であり、永久磁石片１１ａの上面がＳ極、永久磁石片１１ｂの上面がＮ極であってもよい。
【００３７】
永久磁石１１の上面は、描画時にリライタブルペーパー１６と擦れるので、リライタブルペーパー１６の破損や反り等を防ぐため、その上面が研磨されていることが望ましい。また、永久磁石１１の上面を直接研磨する代わりに、ニッケル等の他の素材でコーティングした後、そのコーティング素材を研磨するようにしてもよい。そうすれば、永久磁石１１の摩耗を防止もしくは低減することができる。さらに、永久磁石１１の角部分に丸みをつけることにより、より確実にリライタブルペーパー１６の破損等を防止することができる。
【００３８】
また、永久磁石１１の下部は、磁性体材料によりコーティングもしくはシールドとして取り囲むことが望ましい。印刷装置１において永久磁石１１の下部周辺に生じる磁界は印刷装置１の機能を実現するには不要であるが、そのままでは印刷装置１の制御部２０等や、印刷装置１の周辺の精密機器等にまで及び、それらの誤動作等を招く危険性がある。そこで、磁性体材料により永久磁石１１の下部をコーティングすれば、不要な磁界の拡散を防ぐことができる。図７は、永久磁石１１の上面の角部に丸みをもたせ、ニッケル１１０でコーティングし、さらに永久磁石１１の下部を磁性体材料１１１でコーティングした状態を示す図である。また、図７は、磁性体材料１１１により磁界１１２の拡散が低減されている様子も模式的に示している。
【００３９】
サーマルヘッド１２は、永久磁石１１を上から覆う位置に配置されており、描画を行わない時には永久磁石１１との間に一定の距離を保っている。サーマルヘッド１２は、図４における横方向に等間隔で緻密に並んだ多数の発熱体１２１を有しており、駆動回路１３からの指示に従い、各々の発熱体１２１の発熱開始および発熱終了を個別に行うことができる。例えば発熱体１２１は抵抗素子であり、サーマルヘッド１２は個々の抵抗素子に対する通電のオンオフを行うことにより、個々の発熱体１２１の発熱開始および発熱終了を行う。サーマルヘッド１２は回転ベルト等（図示略）によりモータ３１と連結されており、モータ３１の回転に応じて発熱体１２１と永久磁石１１との距離が変化するよう回転動作が可能なように印刷装置１の筐体に取り付けられている。
【００４０】
駆動回路１３は、制御部２０と接続されており、ＣＰＵ２１からの指示に従い、上述したようにサーマルヘッド１２の有する特定の発熱体１２１を発熱させる。一般的に描画処理において、駆動回路１３はＣＰＵ２１から大きなサイズのデータを受け取る必要がある。従って、駆動回路１３は、ＣＰＵ２１と駆動回路１３との間のデータの受け渡し回数を減らすために、ＣＰＵ２１から受け取るデータをバッファするためのＲＡＭを備えていてもよい。
【００４１】
モータ３１は、制御部２０と接続されており、ＣＰＵ２１からの指示に従い、上述したようにサーマルヘッド１２を回転させて、発熱体１２１と永久磁石１１との距離を調整する。センサ４１およびセンサ４２は、それぞれ発光ダイオード４１ａと光センサ４１ｂ、発光ダイオード４２ａと光センサ４２ｂを備え、発光ダイオードが発する光を光センサが検出した場合、その検出結果を示す信号を制御部２０に送出する。ローラ５１、ローラ５２およびローラ５３はそれぞれ、左右に配置された１対のパッドをシャフトで連結したものを、さらに上下に２つ配置した構成を有している。上下に配置されたパッドの間隔は、リライタブルペーパー１６の厚さとほぼ同じである。また、上下に配置されたパッドに連結されたシャフトは、それぞれ逆方向に回転するように歯車等（図示略）で連結されている。さらに、ローラ５１、ローラ５２およびローラ５３のシャフトは、それぞれモータ６１に回転ベルト等（図示略）で直接的もしくは間接的に連結されており、全てのシャフトは常に同じ回転速度で回転する。モータ６１は、制御部２０と接続されており、ＣＰＵ２１からの指示に従い回転ベルト等を介してローラ５１、ローラ５２およびローラ５３のシャフトを回転させる。
【００４２】
［３．印刷装置の動作］
続いて、印刷装置１の描画時における動作を説明する。ユーザは、リライタブルペーパー１６の先端１６ａが印刷装置１のローラ５１に触れる位置にリライタブルペーパー１６を、基層１６２が上面となるようにセットする。続いて、ユーザは外部装置２の操作部を操作して、外部装置２に対し、印刷したい画像の描画を指示する。ここで、「画像」とは図形や濃淡により表現される表示内容に限られず、文字や記号等を含む表示内容の総称である。外部装置２はユーザの操作に応じて指示された画像を示す画像データを生成し、生成した画像データを印刷装置１の入出力Ｉ／Ｆ２４に送信する。
【００４３】
印刷装置１のＣＰＵ２１は、入出力Ｉ／Ｆ２４を介して外部装置２から画像データを受け取ると、受け取った画像データを一時的にＲＡＭ２３に記憶させた後、センサ４１の発光ダイオード４１ａに対し発光指示の信号を送出する。その信号に応じて、発光ダイオード４１ａは発光を開始する。この場合、発光ダイオード４１ａにより発光された光はリライタブルペーパー１６により遮られるため、光センサ４１ｂはその光を検出しない。ＣＰＵ２１は光センサ４１ｂから光の検出を示す信号が送られてこないことを確認した後、モータ６１に回転開始指示の信号を送出する。その信号に応じて、モータ６１は回転を開始し、その結果、ローラ５１、ローラ５２およびローラ５３のパッドが矢印Ａ２の方向に回転する。それに伴い、リライタブルペーパー１６が矢印Ａ３の方向に送られる。
【００４４】
ＣＰＵ２１は上記のようにモータ６１に対する回転開始指示の送出と同時に、発光ダイオード４２ａに対し発光指示の信号を送出する。その信号に応じて、発光ダイオード４２ａは発光を開始する。光センサ４２ｂは発光ダイオード４２ａにより発光された光を検出し、検出の間、継続的にその検出を示す信号をＣＰＵ２１に対し送出する。ローラ５１等の回転によりリライタブルペーパー１６の先端１６ａがセンサ４２の位置まで達し、発光ダイオード４２ａにより発光される光が遮られると、光センサ４２ｂは光の検出を示す信号のＣＰＵ２１に対する送出を終える。ＣＰＵ２１は光センサ４２ｂから受け取っていた信号が途絶えると、モータ６１に回転停止指示の信号を送出すると同時に、モータ３１に対し回転開始指示の信号を送出する。
【００４５】
ＣＰＵ２１からの信号に応じてモータ６１は回転を停止し、それに伴いリライタブルペーパー１６は図６に示す位置でいったん停止する。また、ＣＰＵ２１からの信号に応じてモータ３１は回転を開始し、サーマルヘッド１２が図６に示す位置に達した後、回転を停止する。
【００４６】
続いて、ＣＰＵ２１はＲＡＭ２３に一時的に記憶した画像データに従い、リライタブルペーパー１６においてサーマルヘッド１２の発熱体１２１と永久磁石１１との間に挟まれている直線（以下、「ライン」と呼ぶ）上で点描すべき画素を示すデータを駆動回路１３に送出する。駆動回路１３は、ＣＰＵ２１から受け取ったデータに基づき、点描すべき画素に対応する発熱体１２１に通電し、当該発熱体１２１を発熱させる。
【００４７】
図８は、発熱体１２１と永久磁石１１に挟まれたリライタブルペーパー１６の様子を示す図である。駆動回路１３により通電された発熱体１２１は発熱し、当該発熱体１２１に近接している部分のリライタブルペーパー１６に含まれる低温溶融体１６５が溶融する。低温溶融体１６５が溶融すると、その部分に含まれている磁性粉１６４が永久磁石１１に吸引され、図８に示されるように透明層１６３側に移動する。
【００４８】
その際、発熱体１２１により低温溶融体１６５が溶融される部分は、永久磁石１１の吸引力が最大となる上面中央である。図１および図２を用いて既に説明したように、永久磁石１１の上面中央における吸引力は従来の永久磁石１７１の上面中央と比較して、より大きな吸引力を持つため、磁性粉１６４の基層１６２から透明層１６３への移動速度は従来のものより速く、また従来のように吸引力不足のために基層１６２と透明層１６３との中間に意図せず一部の磁性粉１６４が留まるといった問題が生じない。また、永久磁石１１の上面中央部から離れるにつれ、永久磁石１１の吸引力は急速に低減するため、たとえば発熱体１２１による加熱により、磁性粉１６４を移動させたくない部分の低温溶融体１６５まで溶融された場合であっても、その部分における磁性粉１６４は透明層１６３まで移動しない。その結果、印刷装置１によれば、従来のリライタブルペーパー用の印刷装置と比較し、より解像度が高く、またコントラストのより大きい点描が、より高速に得られる。
【００４９】
駆動回路１３は、磁性粉１６４が基層１６２から透明層１６３に移動するために必要な所定時間だけ待機した後、発熱体１２１への通電を停止し、ＣＰＵ２１からの次の指示を待つ。その間、発熱体１２１および溶融した低温溶融体１６５は自然冷却され、透明層１６３側に移動した磁性粉１６４はその位置で留まるようになる。ここで、サーマルヘッド１２に発熱体１２１を強制冷却する機構を持たせたり、発熱体１２１に隣接する位置に冷却体を備え、発熱体１２１の発熱の停止とともに当該冷却体による低温溶融体１６５の強制冷却を行うようにしてもよい。そのようにすれば、次のラインにおける描画処理までの待機時間を短縮することができる。
【００５０】
ＣＰＵ２１は、駆動回路１３に対し、最初のラインにおいて点描すべき画素を示すデータの送信を行った後、発熱体１２１の発熱、低温溶融体１６５の溶融、発熱体１２１および低温溶融体１６５の冷却に必要な時間の経過を待つ。その後、モータ６１に対し、リライタブルペーパー１６を１画素の幅だけ搬送するために必要な回転の指示を示す信号を送る。その信号に応じてモータ６１はわずかに回転した後、その回転を停止し、その結果、リライタブルペーパー１６は１画素の幅だけ矢印Ａ３の方向に移動する。続いて、ＣＰＵ２１は第２のライン上で点描すべき画素を示すデータを駆動回路１３に送出する。その後、上述した駆動回路１３による発熱体１２１の発熱の開始および停止の処理が繰り返される。
【００５１】
ＣＰＵ２１は、描画すべき内容を示す画像データの全てのラインに関し、駆動回路１３に対するデータの送信を終え、最後のラインに関する磁性粉１６４の移動に要する時間だけ経過すると、モータ３１に対し逆回転の指示を示す信号を送出する。その信号に応じて、モータ３１は逆方向に回転し、サーマルヘッド１２の位置が図５に示される位置に達した後、その回転を停止する。ＣＰＵ２１は、さらにモータ６１に対し回転の指示を示す信号を送出する。その信号に応じて、モータ６１は回転を開始し、リライタブルペーパー１６がローラ５１等により矢印Ａ３の方向に搬送される。リライタブルペーパー１６の終端１６ｂがセンサ４２を通過すると、光センサ４２ｂは発光ダイオード４２ａから発光される光を検出し、その検出を示す信号をＣＰＵ２１に送出する。その信号に応じて、ＣＰＵ２１はリライタブルペーパー１６の終端１６ｂがローラ５３から排出されるために要する時間だけ待った後、モータ６１に回転停止指示を示す信号を送出する。その信号に応じて、モータ６１は回転を停止する。
【００５２】
以上のようにして、リライタブルペーパー１６に対し、従来の印刷装置を用いた場合と比較し、高解像度かつ高コントラストの高品質な描画処理がより高速に行われる。ところで、リライタブルペーパー１６に既に描画されている画像を消去したい場合、ユーザはリライタブルペーパー１６を透明層１６３が上面となるように印刷装置１にセットし、例えば外部装置２に対し消去の指示を与える。外部装置２を介してユーザの消去指示を受け取ったＣＰＵ２１は、上述した描画処理と同様の処理を行うが、その際、ＣＰＵ２１は、消去する箇所を黒色で塗りつぶした画像を示す画像データを用いる。その結果、駆動回路１３は各ラインに関し、消去する箇所について発熱体１２１を発熱させる処理を全てのラインに関して繰り返す。その結果、消去する箇所について、リライタブルペーパー１６における磁性粉１６４が基層１６２側に移動する。
【００５３】
上記のようにユーザがリライタブルペーパー１６を表裏逆に印刷装置１にセットすることにより画像の消去を行う代わりに、印刷装置１が永久磁石１１とサーマルヘッド１２の位置を上下逆にした構成を備える消去用の磁気ヘッドを別途、備えるようにしてもよい。その場合、消去処理と描画処理をリライタブルペーパー１６の異なるラインで同時に行うことが可能となるため、ユーザは消去処理と描画処理の一連の処理をより高速かつ容易に印刷装置１に行わせることができる。
【００５４】
［４．変形例］
以下、本発明にかかる磁気ヘッドおよび印刷装置の変形例を示す。図９は、上述した実施形態における永久磁石１１およびサーマルヘッド１２の代わりに利用可能な永久磁石１０１１およびサーマルヘッド１０１２を図４の矢印Ａ１の方向から見た図である。永久磁石１０１１は、永久磁石片１０１１ａ、永久磁石片１０１１ｂ、永久磁石片１０１１ｃおよび永久磁石片１０１１ｄが、それぞれ異なる極性の磁極が隣り合い、かつ磁軸が平行となるように組み合わされたものである。永久磁石１０１１に含まれる永久磁石片の個数は４に限られず、３もしくは５以上であってもよい。
【００５５】
サーマルヘッド１０１２は、永久磁石１０１１に含まれる永久磁石片の各境界上部に位置する発熱体１１２１ａ、発熱体１１２１ｂおよび発熱体１１２１ｃを備えている。これらの発熱体はそれぞれ異なる回路に接続されており、個別に発熱の開始および停止を行うことができる。また、永久磁石１０１１に含まれる永久磁石片の数と同様に、発熱体の数も３に限られず、２もしくは４以上であってもよい。
【００５６】
印刷装置１が永久磁石１０１１およびサーマルヘッド１０１２を備える場合、印刷装置１は発熱体１１２１ａ、発熱体１１２１ｂおよび発熱体１１２１ｃがリライタブルペーパー１６に接する位置における３つのライン上の点描を同時に行うことができる。印刷装置１は点描処理を行いながら、リライタブルペーパー１６を図９に示される幅Ｗ１だけ搬送した後、点描処理を停止してリライタブルペーパー１６を幅Ｗ１の２倍の距離だけさらに搬送する。幅Ｗ１の搬送における点描処理により、幅Ｗ１の３倍の幅に含まれるラインにおける点描が完了するからである。印刷装置１は幅Ｗ１だけの点描処理を伴う搬送と幅Ｗ１の２倍だけの点描処理を伴わない搬送を繰り返すことにより、リライタブルペーパー１６に対する描画を行う。その結果、上述した実施形態における場合と比較して、約３倍の速度で同じ内容の画像の描画を行うことが可能となる。
【００５７】
図１０は、上述した実施形態における永久磁石１１およびサーマルヘッド１２の代わりに利用可能な別の永久磁石２０１１およびサーマルヘッド２０１２を図４の上部から見た図である。永久磁石２０１１は、薄くカットされた永久磁石片を、異なる極性の磁極が隣り合い、かつ磁軸が平行となるように多数、組み合わせることにより、永久磁石２０１１の長手方向が、永久磁石片の磁軸に対し垂直方向となるように構成したものである。
【００５８】
サーマルヘッド２０１２の発熱体２１２１は、図１０に示されるように、永久磁石２０１１に含まれる永久磁石片の境界面と永久磁石２０１１の上面との交線上に並ぶように、多数配置されている。個々の発熱体２１２１は、それぞれ独立して発熱の開始および停止を行うことができる。永久磁石２０１１とサーマルヘッド２０１２は、モータ（図示略）に歯車等（図示略）で連結されており、図１０の矢印Ａ４および矢印Ａ５の方向、すなわちリライタブルペーパー１６の搬送方向に対し垂直方向に幅Ｗ２だけ連動して移動可能となっている。
【００５９】
印刷装置１が永久磁石２０１１およびサーマルヘッド２０１２を備える場合、印刷装置１は、発熱体２１２１がリライタブルペーパー１６に接する位置における、リライタブルペーパー１６の搬送方向に平行な多数のライン上の点描を同時に行うことができる。印刷装置１はリライタブルペーパー１６の搬送を行わずに、点描処理を行いながら永久磁石２０１１およびサーマルヘッド２０１２を、例えば矢印Ａ４の方向に幅Ｗ１だけ移動する。その後、印刷装置１はリライタブルペーパー１６を幅Ｗ３だけ搬送する。続いて、印刷装置１はリライタブルペーパーＸ１の搬送を行わずに、点描処理を行いながら永久磁石２０１１およびサーマルヘッド２０１２を、例えば矢印Ａ５の方向に幅Ｗ１だけ移動する。
【００６０】
上記のような処理を繰り返すことにより、印刷装置１は極めて高速にリライタブルペーパー１６に対する描画を行うことができる。また、一般的に磁軸に対し垂直方向に細長い磁石を製造することは容易ではなく、コスト高となる。それに対し、永久磁石２０１１は低コストで製造可能な小型の永久磁石片を多数、組み合わせることにより、全体として細長い形状をなすように構成されており、全体としてもその製造コストを低減することが可能である。
【００６１】
図１１は、上述した実施形態における永久磁石１１およびサーマルヘッド１２の代わりに利用可能なまた別の永久磁石３０１１およびサーマルヘッド３０１２を図４の上部から見た図である。永久磁石３０１１の構成およびサーマルヘッド３０１２の発熱体３１２１の配置は、永久磁石２０１１およびサーマルヘッド２０１２におけるものと同様であるが、永久磁石３０１１の長さが永久磁石２０１１と比較して短く、また永久磁石３０１１の長手方向がリライタブルペーパーＸ１の搬送方向と平行となるように配置されている。また、永久磁石３０１１およびサーマルヘッド３０１２は連動してリライタブルペーパー１６の左右方向の幅と同様の幅だけ、矢印Ａ６および矢印Ａ７の方向に移動可能となっている。
【００６２】
印刷装置１が永久磁石３０１１およびサーマルヘッド３０１２を備える場合、印刷装置１はリライタブルペーパー１６の搬送および永久磁石３０１１とサーマルヘッド３０１２の移動を行わずに点描処理を行った後、永久磁石３０１１およびサーマルヘッド３０１２を、例えば矢印Ａ６の方向に幅Ｗ４だけ移動する。印刷装置１はその処理を、永久磁石３０１１およびサーマルヘッド３０１２の右端がリライタブルペーパー１６の右端に達するまで繰り返す。その後、印刷装置１はリライタブルペーパー１６を１画素の幅だけ搬送する。続いて、印刷装置１は永久磁石３０１１およびサーマルヘッド３０１２を矢印Ａ７の方向へ幅Ｗ４だけ移動しながら、永久磁石３０１１およびサーマルヘッド３０１２の左端がリライタブルペーパー１６の左端に達するまで点描処理を繰り返す。
【００６３】
印刷装置１は、上記のような点描処理と永久磁石３０１１およびサーマルヘッド３０１２の移動処理を繰り返しながら、リライタブルペーパー１６を幅Ｗ５だけ搬送し終えると、点描処理を中止して、リライタブルペーパー１６を幅Ｗ６だけ搬送する。
【００６４】
上記のような処理を繰り返すことにより、印刷装置１はリライタブルペーパー１６に対する描画を行うことができる。永久磁石３０１１およびサーマルヘッド３０１２は永久磁石２０１１およびサーマルヘッド２０１２等と比較して小型であるため、印刷装置１の小型化を行うことができる。また、永久磁石３０１１およびサーマルヘッド３０１２は永久磁石２０１１およびサーマルヘッド２０１２等と比較して、低コストで製造可能である。
【００６５】
図１２は、上述した実施形態における永久磁石１１の代わりに利用可能な永久磁石４０１１を図４の矢印Ａ１の方向から見た図である。永久磁石４０１１は、永久磁石片４０１１ａの磁軸と、永久磁石片４０１１ｂの磁軸が一直線となり、かつ一方のＳ極が他方のＮ極と接触するように組み合わせたものである。永久磁石４０１１を用いた場合も、永久磁石１１を用いた場合と同様に、永久磁石片４０１１ａと永久磁石片４０１１ｂとの境界面と永久磁石４０１１の上面との交線上において磁場強度が高くなるため、永久磁石４０１１を備えた印刷装置１は、従来の永久磁石１７１を備えた印刷装置と比較し、高解像度および高コントラストな画像を高速に印刷することが可能である。
【００６６】
図１３は、上述した実施形態における永久磁石１１を利用し、従来の印刷装置においては不可能であった画像表現を得ることが可能な印刷装置１３０１を実現する場合の構成を示す図である。印刷装置１３０１の構成は、上述した実施形態における印刷装置１の構成に加え、永久磁石１１をリライタブルペーパー１６の面に対し垂直方向、すなわち図１３の矢印Ａ８の方向に移動するためのモータ（図示略）および歯車等（図示略）を備えている。
【００６７】
図３を用いて既に説明したように、永久磁石１１の上面中央部の上方においては、永久磁石１１の上面からの距離に応じて生じる吸引力が大きく異なっている。従って、永久磁石１１とリライタブルペーパー１６との距離を変化させることにより、磁性粉１６４を透明層１６３にどれだけ近づけるかを調整することが可能である。印刷装置１３０１は、例えばグラデーションの画像を印刷する場合、従来のように着色する画素の密度を徐々に下げていく代わりに、ＣＰＵ２１がモータの回転を制御して永久磁石１１とリライタブルペーパー１６との間の距離を徐々に遠ざけながら点描処理を行う。
【００６８】
上記のような印刷装置１３０１による描画処理の結果得られるリライタブルペーパー１６においては、永久磁石１１がリライタブルペーパー１６に近い状態で点描処理がなされた画素においては磁性粉１６４が透明層１６３に近い位置まで移動され、鮮明な黒色に見える一方、永久磁石１１がリライタブルペーパー１６からやや遠ざかった状態で点描処理がなされた画素においては磁性粉１６４が透明層１６３からやや基層１６２側の位置まで移動され、灰色に見える。その結果、従来の印刷技術によるグラデーションよりも、より滑らかな明暗の変化が得られる。
【００６９】
図１４は、上述した実施形態におけるサーマルヘッド１２の代わりに利用可能な光照射ヘッド５０１２を図４の矢印Ａ１の方向から見た図である。光照射ヘッド５０１２は、サーマルヘッド１２における発熱体１２１の代わりに、赤外光を発光する発光体５１２１と、発光体５１２１から発光された赤外光を反射しリライタブルペーパー１６の低温溶融体１６５の位置に集光する鏡面レンズ５１２２を備えている。駆動回路１３は、各発光体５１２１に対し通電のオンオフを行うことにより、点描を行うべき画素の位置に対し、光照射ヘッド５０１２により赤外線を照射させる。低温溶融体１６５に照射された赤外線は熱エネルギーに変化し、その結果、低温溶融体１６５が溶融する。その結果、サーマルヘッド１２における発熱体１２１が発熱する場合と同様の結果が得られる。ところで、光照射ヘッド５０１２は、赤外光を発光する発光体５１２１の代わりに、熱エネルギーに変化する他の電磁波を発する電磁波発生体を備えていてもよい。また、光照射ヘッド５０１２は、鏡面レンズ５１２２の代わりに、例えば凸レンズ等の他の集光手段を備えていてもよい。
【００７０】
図１５は、上述した実施形態におけるサーマルヘッド１２の代わりに利用可能な電極ヘッド６０１２を図４の矢印Ａ１の方向から見た図である。電極ヘッド６０１２は、サーマルヘッド１２における発熱体１２１の代わりに、陽極の電極である電極６１２１と、陰極の電極である電極６１２２を備えている。電極ヘッド６０１２を備える印刷装置１が利用可能なリライタブルペーパー１６においては、通電により発熱する抵抗素材が基層１６２の素材として用いられている。駆動回路１３は、点描を行うべき画素の位置に対応する電極６１２１と電極６１２２の組に対し電圧の印加を行う。その結果、電圧が印加された電極６１２１と電極６１２２との間に挟まれた基層１６２の部分に電流が流れ、発熱が起こる。その結果、サーマルヘッド１２における発熱体１２１が発熱する場合と同様の結果が得られる。
【００７１】
上述した実施形態においては、永久磁石を用いて本発明にかかる磁気ヘッドおよびリライタブルプリンタを実現する場合を例として説明したが、永久磁石の代わりに電磁石を用いてもよい。その場合、永久磁石を用いる場合と比較して電力消費を伴うが、従来の電磁石を用いた印刷装置と比較した場合、少ない電力消費で、高解像度、高コントラストの画像を高速に印刷可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明にかかる永久磁石が発生する磁力線を示す図である。
【図２】本発明にかかる永久磁石の磁場強度を示すグラフである。
【図３】磁石の上面中央部からの距離と吸引力係数との関係を本発明にかかる永久磁石と従来技術にかかる永久磁石に関し比較したグラフである。
【図４】本発明にかかる印刷装置の構成を模式的に示す図である。
【図５】本発明にかかる印刷装置の構成を模式的に示す図である。
【図６】本発明にかかる印刷装置の構成を模式的に示す図である。
【図７】本発明にかかる永久磁石の加工例を示す図である。
【図８】本発明にかかる発熱体、永久磁石およびリライタブルペーパーを示す図である。
【図９】本発明にかかる永久磁石およびサーマルヘッドを示す図である。
【図１０】本発明にかかる永久磁石およびサーマルヘッドを示す図である。
【図１１】本発明にかかる永久磁石およびサーマルヘッドを示す図である。
【図１２】本発明にかかる永久磁石を示す図である。
【図１３】本発明にかかる印刷装置の一部構成を示す図である。
【図１４】本発明にかかる印刷装置が備える光照射ヘッドを示す図である。
【図１５】本発明にかかる印刷装置が備える電極ヘッドを示す図である。
【図１６】本発明にかかる印刷装置が利用可能なリライタブルペーパーの構成を示す図である。
【図１７】従来技術にかかる永久磁石が発生する磁力線を示す図である。
【図１８】従来技術にかかる永久磁石の磁場強度を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７３】
１・１３０１…印刷装置、２…外部装置、１０…磁気ヘッド、１１・１７１・１０１１・２０１１・３０１１・４０１１…永久磁石、１２・１０１２・２０１２・３０１２…サーマルヘッド、１３…駆動回路、１６…リライタブルペーパー、２０…制御部、２１…ＣＰＵ、２２…ＲＯＭ、２３…ＲＡＭ、２４…入出力Ｉ／Ｆ、２５…バス、３１・６１…モータ、４１・４２…センサ、５１・５２・５３…ローラ、１１０…ニッケル、１１１…磁性体材料、１２１・２１２１・３１２１…発熱体、１６１…スペーサ、１６２…基層、１６３…透明層、１６４…磁性粉、１６５…低温溶融体、５０１２…光照射ヘッド、５１２１…発光体、５１２２…鏡面レンズ、６０１２…電極ヘッド、６１２１・６１２２…電極。
【図１】
2005313533.tif 000003
【図２】
2005313533.tif 000004
【図３】
2005313533.tif 000005
【図４】
2005313533.tif 000006
【図５】
2005313533.tif 000007
【図６】
2005313533.tif 000008
【図７】
2005313533.tif 000009
【図８】
2005313533.tif 000010
【図９】
2005313533.tif 000011
【図１０】
2005313533.tif 000012
【図１１】
2005313533.tif 000013
【図１２】
2005313533.tif 000014
【図１３】
2005313533.tif 000015
【図１４】
2005313533.tif 000016
【図１５】
2005313533.tif 000017
【図１６】
2005313533.tif 000018
【図１７】
2005313533.tif 000019
【図１８】
2005313533.tif 000020