(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可逆的書込み可能感熱記録材料にデータを記録し且つ消去するためのサーマルプリントヘッド（２）の加熱要素を制御するための方法であって、
記録するための該加熱要素を第１のエネルギーパルス列（Ｗ，Ｆ）に供せしめて、該記録材料の温度を着色された又は不透明な状態になる温度（Ｔ１）にまで加熱せしめること及び消去するための該加熱要素を該第１のエネルギーパルス列に引続いて第２のエネルギーパルス列（Ｅ１，Ｅ２）に供させることを特徴とする方法。
【請求項２】
消去するための該加熱要素を前記第１のエネルギーパルス列（Ｗ）に引続いて前記第２のエネルギーパルス列（Ｅ１）に供させて、該記録材料が無色の又は透明な状態になるように該加熱要素の冷却を遅延させることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
消去するための該加熱要素を前記第１のエネルギーパルス列（Ｆ）に引続いて前記第２のエネルギーパルス列（Ｅ２）に供させて、該記録材料が無色の又は透明な状態になる第二の温度（Ｔ２）にまで該加熱要素を加熱するに際して、
該第二の温度（Ｔ２）が、該感熱記録材料が着色された又は不透明な状態になる第一の温度（Ｔ１）を下回ることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記第２のエネルギーパルス列（Ｅ２）が、少なくとも１ミリ秒の時間第二の温度（Ｔ２）を実現することを特徴とする、請求項３記載の方法。
【請求項５】
記録又は消去のための該加熱要素を第３のエネルギーパルス列（Ｐ）によって予め決めた温度（Ｔ０）にまで予備加熱することを特徴とする、請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
消去を行うための該第２のエネルギーパルス（Ｅ１）及び／又は予備加熱を行うための該第３のエネルギーパルス（Ｐ）が、同一周期を有する複数のパルスから成ることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
該第２及び／又は第３のエネルギーパルス列（Ｅ１，Ｐ）に属する複数の単一パルスの周期が、高くとも１００ミクロ秒であることを特徴とする、請求項６記載の方法。
【請求項８】
消去するための第２のエネルギーパルス列（Ｅ１）に係わる周期当りのパルス／休止比率が、高くとも１：１であることを特徴とする、請求項６記載の方法。
【請求項９】
予備加熱するための第３のエネルギーパルス列（Ｐ）に係わる周期当りのパルス／休止比率が、サーマルプリントヘッド（２）の温度の上昇に伴い低減することを特徴とする、請求項６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可逆的書込み可能感熱記録材料を用いた記録及び消去ドットのためのサーマルプリントヘッドの加熱要素を制御するための方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
可逆的書込み可能感熱記録材料は、その透明さ及び／又は色が、温度に依存して透明な及び／又は無色の状態から不透明な及び／又は着色状態にまたその逆に変化可能であることを特徴とする材料である。
【０００３】
かかる可逆的書込み可能感熱記録材料は、一列の個別に駆動可能な抵抗加熱要素を全印刷幅に渉って感熱記録材料の搬送方向に対して横断的に伸展せしめたサーマルプリントヘッドにステップバイステップ方式で供給される。かくして各ステップにおいて、加熱要素が感熱記録材料の着色／不透明状態にまで加熱された場合加熱要素の列に応じて一行のドットを記録することが出来るのである。
【０００４】
着色／不透明のドットの消去は、第二のサーマルプリントヘッドの加熱要素を該可逆的書込み可能感熱記録材料が無色／透明状態に戻る温度にまで加熱することによって行うことが出来る。また、該記録材料を一方向に移動させた場合は消去し、また引続いて該記録材料を逆方向に移動させた場合は直ちに記録を行う、即ちドットを書き込むようにした単一サーマルプリントヘッドを使用することも出来る(DE4130539 A1)。
【０００５】
DE4210379 C2は、各搬送サイクルにおいて先ず最初にエネルギーパルス列を適用印加して一つのドットを記録する加熱要素を駆動し、次いでドットバイドット(dot by dot)で消去を行う加熱要素に別のエネルギーパルス列を適用印加することを開示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、公知の可逆的記録材料においては、当該記録速度では、所望されることが、幾つか未解決のまま放置されている。
【０００７】
本発明の課題は、可逆的書込み可能記録材料の感熱印刷において記録速度及び消去速度を実質的に増大させることである。かかる課題は、本発明に従えば請求項１において特徴づけられる方法によって実現される。従属請求項は、本発明に係わる方法の有利な実施態様を記載する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、加熱要素は、単一パルスによって可逆的書込み可能材料を着色／不透明状態とする第一の高温度に至らしめることによって駆動される。
【０００９】
消去を実行する加熱要素は次いで、該記録パルスによって最高温度に到達した後一つのエネルギーパルス列に供されるが、このことによって、印刷された一行の個別の処理、即ち記録と消去とが、３ミリ秒以下に低減させることが可能となり、従って高い記録および消去速度を達成することが可能となる。
【００１０】
本発明に従えば、第一の高温度で着色／不透明となり、急速冷却により直ちに着色／不透明状態を保持するものの、緩徐な冷却により着色／不透明状態を喪失するー但し、かかる着色／不透明状態は、第二の低温度にまで定常加熱を行った場合にも喪失されるー可逆的書込み可能感熱記録材料を使用するのである。
【００１１】
かかる第一の高温度は、感熱記録材料を着色又は不透明に、即ちミルク状にするものであり、例えば１５０℃以上である。消去させるために一定に保持するべき前記第二の低温度は、好ましくは少なくとも２０℃低い。
【００１２】
従って、該加熱要素は、本発明に従った二つの修正変法において消去を行うためのエネルギーパルス列に供させることが出来るのである。
【００１３】
一つの修正変法に従えば、加熱要素は全て先ず、記録エネルギーパルスによって駆動され、かかる記録エネルギーパルスに引続いて、一つのエネルギーパルス列が供給され、これによって記録材料が無色／透明状態となるように、消去を行う加熱要素の冷却速度を低下させるのである。かかる修正変法において、全ての加熱要素は、各サイクルにおいて先ず当該記録材料を着色させるのに必要な温度にまで加熱され、次にドットバイドットで消去を行う加熱要素を、別の加熱要素よりも更に緩徐に冷却させるためにパルス列に供させる。サーマルプリントヘッドの全ての加熱要素をこのような態様で加熱することは、必ずしも必要ではなく、むしろ所定の印刷幅に相当する加熱要素だけを加熱すればいいことは、明白である。また、無色／透明状態も、感熱記録材料を着色した場合に現れる状態とは異なる色相を呈することも明らかである。
【００１４】
もう一つ別の修正変法に従えば、記録用加熱要素は、記録エネルギーパルスに供せられ、また消去用加熱要素は、記録エネルギーパルスに引続いてあるエネルギーパルスに供せられて当該加熱要素をそのまま一定に保持するべき第二の温度にまで加熱し、かくして感熱記録材料が透明／無色状態となるのである。なおこの場合、該第二の温度は、着色／不透明状態を生成する温度以下である。
【００１５】
しかしながら第二の修正変法においては、第二の温度は一般的には、消去を行うためには一定時間、少なくとも１ミリ秒保持しなければならない。従って、全般的には第一の修正変法よりも若干遅い。即ち、記録パルスのパルス持続時間は、ほぼ１ないし２ミリ秒である。第一の修正変法において冷却過程で供給されるパルス列の持続時間はほぼ１ないし２ミリ秒であるのに対して、第二の修正変法における消去のためのパルス列の持続時間は、感熱記録材料が透明／無色状態となる第二の温度に少なくともほぼ１ミリ秒間当該温度を保持するためにほぼ２ないし３ミリ秒である。
【００１６】
本発明に従って使用することが出来る可逆的書込み可能感熱記録材料は、いかなる公知の可逆的書込み可能感熱記録材料であってもよい（DE4130539 A1, DE4210379 C2及び4200474 C2と比較のこと）。しかしながら、ロイコ染料と顕色剤との混合物から成る、市販の記録材料を使用するのが好ましい。このロイコ染料は、キサンテン誘導体であればよい。好ましくは、かかるキサンテンは、３位にジアルキルアミン残基を有し、且つ９位において、フェニル残基が、オルト位置のカルボキシル基と結合しており、その結果フルオレセンにおけると同様に、ラクトン環をロイコ型における９位と共に形成するにいたるが、該環は、カルボキシル基の再形成によって着色状態において開環される。顕色剤として、カルボキシル基とパラアミノフェノールとの酸アミド及び／又はアミノ基においてパラーヒドロキシフェニル残基で置換された尿素誘導体を使用することが出来る。
【００１７】
パルス列の形状で消去のためのエネルギー供与をおこなうことによって、本発明に従った精細な温度制御を行うことが出来る。このような目的のために、かかるパルス列は、好ましくは１００ミクロ秒以下、特に５０ミクロ秒以下の、周期が同一であるパルスから成る。周期当りのパルス／休止比率は、好ましくは高くとも１：１、特にほぼ１：２である。即ち、例えば３０ミクロ秒の周期においては、例えば、かかるパルス継続時間は、１０ミクロ秒であり、また休止は、２０ミクロ秒である。
【００１８】
好ましくは、このサーマルプリントヘッドの加熱要素は、処理、即ち記録及び消去に先立って、第二の温度、即ち消去温度よりも好ましくは少なくとも３０℃低い温度に予備加熱する。消去温度が例えば１２０℃である場合、かかる予備加熱温度は、例えばほぼ６０℃である。
【００１９】
サーマルプリントにおける予備加熱は、例えばDE3033746 A1によって明示されている。予備加熱によって、記録又は消去までの温度差が小さくなる。即ち印刷に必要な加熱能力が低減され、かくして抵抗加熱要素の加熱が迅速になるためより早い印刷速度が実現される。
【００２０】
DE3833746 A1に従えば、予備加熱過程でのクロック周波数は、記録のためのパルス継続時間の高々４倍までであり且つ予備加熱過程におけるパルス幅は、一定であるべきであるが、本発明に従えば予備加熱のためのパルス列の単一パルスは、周期が１００ミクロ秒、特に５０ミクロ秒以下、即ち記録パルスの継続時間が１ないし２ミリ秒である場合のパルス継続時間の十分の一以下、好ましくは二十分の一以下である。
【００２１】
所望とする予備加熱温度を可能な限り正確に調節することが出来るようにするために、周期当りのパルス／休止比率は、サーマルプリントヘッド温度の上昇に応じて低下することが一層好ましい。即ち、単一パルスの周期が一定である場合は、パルス継続時間は、例えば予備加熱開始時の周期の１０％以下であり、例えば予備加熱工程の終了時点での３％以下、即ち予備加熱温度を保持するための３％以下である。即ち、単一パルス当りの周期が例えば３０ミクロ秒である場合は、かかるパルス継続時間は、例えば予備加熱開始時の２ミクロ秒であり、また予備加熱終了時点で且つ予備加熱温度を保持するために例えば０．５ミクロ秒である。
【００２２】
予備加熱過程におけるパルス継続時間は、例えばサーマルプリントヘッドの温度によって制御することが出来るが、かかる温度は、温度センサー、例えば温度係数が負である温度依存性レジスタを用いて測定することが出来る。
【００２３】
このような状況下においては、加熱要素の予備加熱温度は、例えば±２℃又はそれ以上の精度にまで調節することが出来る。即ち、かかるサーマルプリントヘッドは、熱的には最低限のストレスがかかるに過ぎず、その寿命は、実質的に増大する。実験結果が示すように、このことによって、サーマルプリントヘッドには記録の過程ではより小さい温度ジャンプがかかるため、寿命は予備加熱が内場合よりも更に長くなる。予備加熱過程におけるパルス列の個別パルスの周期は、好ましくは消去のパルス列における単一パルスの周期に対応するのであり、例えばいずれの場合にも３０ミクロ秒である。
【００２４】
以下において、本発明を図面を参照して実施例によって更に詳細に説明する。
【００２５】
図１に従えば、可逆的感熱記録材料は、Ｔ０においては透明及び／又は無色状態で、即ち低い色密度で存在する。Ｔ０は、は、例えば室温以下であればよく、又は予備加熱温度であってもよい。Ｔ０からＴ１（例えば１６０℃）への加熱をおこなうことによって、色密度は、破線に従って特に可逆性感熱染料融点ＴＭを超えてからは増加する。急速冷却が直線に従ってＴ１から生起した場合は着色／不透明状態は保持・維持されるが、感熱記録材料が破線に従ってＴ１から緩徐に冷却された場合又は一定に加熱してＴ２を消去した場合、無色／透明状態が再び実現される。
【００２６】
図２に従えば、サーマルプリンタ１は、一対となったフィードロラー３，４の間にサーマルプリントヘッド２を有している。資格賦与承認カードは、矢印６に従って供給され、処理を行うためステップバイステップ方式でフィードローラー３，４によってサーマルプリントヘッド２に沿って移動せしめられて、出力スリット７を経由して出力される。
【００２７】
カード５に対向する端面において、プリントヘッド２は、個別に駆動可能な抵抗加熱要素８を有しており、これらの加熱要素は、カード５の表面において搬送方向６に対して横断的に伸展する一つの列を形成する。加熱要素８は、二つの連続した搬送工程の間で駆動され、かくして加熱される。同時に、逆圧ローラー９がカード５に対して押し付けられる。即ち、本発明によれば、全ての加熱要素８は先ず、エネルギーパルスに供せられ、これによって記録材料は、当該直線に沿って着色／不透明状態をとるにいたる。その直後に、加熱要素８は、消去が行われるべき個所である、記録材料即ちカード６の複数のドットにおいてエネルギーパルス列で駆動される。
【００２８】
図３に従えば、シフトレジスタ１０は例えば、カード５において表示されるべき情報のための、図示していないデータソースーからデータ１１を受け取る。判別子１２は、ある着色／不透明ドット又は無色／透明ドットの何れを特定の搬送工程において情報記録するための該当する加熱要素８によって形成するべきかを識別する。処理部１３は、記録エネルギーパルス及び消去エネルギーパルスを発生するために当該データを定義する。かかるパルスデータは、デコーダ１４によって全パルス列に解読され、かくしてカード５の当該ラインを処理するための加熱要素８を駆動するのであって、この全パルス列は、ドライバー１５にフィードされる。
【００２９】
図４は、本発明方法の第一の修正変法について、（ａ）においては加熱要素８を駆動するためのパルス列を、また（ｂ）においてかかるパルス列を受信した場合の感熱記録材料の温度をそれぞれ示す。
【００３０】
即ち、全ての加熱要素８は、温度センサー（図示していない）によって測定した温度と一定の予備過熱温度Ｔ０との間における差異の大きさに依存して、周期が例えば３０ミクロ秒でありまた周期当りのパルス継続時間が例えば２乃至０．２ミクロ秒であるパルス列Ｐによって予備加熱を行うため又は温度Ｔ０を例えば６０℃に保持するために駆動される。
【００３１】
一行を処理するために、全ての加熱要素８をｔ１において例えば１乃至２ミリ秒の記録パルスに供して、ｔ２における記録パルスの終点において例えば１６０℃なる温度Ｔ１、即ち可逆的感熱性記録材料が着色／不透明状態となる温度を上回る温度にまで感熱記録材料の温度を上昇せしめるのである。
【００３２】
消去するべき行のドットにおける加熱要素８は、パルスＷの直後にパルス列Ｅ１によって駆動される。これは例えば、周期が３０ミクロ秒である複数の単一パルスから成るが、この際パルス継続時間は、例えば１０ミクロ秒でありまた休止継続時間は、例えば周期当り２０ミクロ秒である。
【００３３】
当該する加熱要素８の温度は、パルス列Ｅ１を伴うことなく曲線Ｆに従ってＴ１から指数関数的に、例えば急速に低下する一方で、更に直線的で、より緩徐な冷却が、パルス列Ｅ１の作用下において破線の鋸歯状曲線Ｓに従って予備加熱温度又は開始温度Ｔ０に到るまで生起する。
【００３４】
図４においてＬ１は、第一行の処理、即ち印刷と消去を行うための期間を表し、またＬ２は、第二行を処理する期間を表す。
【００３５】
図１のグラフに従って着色／不透明状態が曲線Ｆに従った急速冷却によって維持される一方で、特定の着色／不透明ドットの消去が、曲線Ｓに従ったより緩徐で、より均一な冷却によって生起するのである。
【００３６】
図５に従った実施態様は、図４に従った実施態様とは以下の点で異なる；即ち、パルスＦの直後に、加熱要素８を消去するべき行のドットにおいてパルス列Ｅ２にに供して、かくして曲線Ｃに従って該当する加熱要素８の温度を、図１のグラフに従った温度Ｔ１より低い温度Ｔ２にまで上昇させるのである。図５において、（ａ）は、記録のための加熱要素に供給されるパルス列を表し、また（ｃ）は、消去のための加熱要素を駆動するパルス列を表すが、他方（ｂ）及び（ｄ）は、パルス列（ａ）及び（ｃ）を受信した場合の温度／時間グラフを表す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従った方法に使用する可逆的感熱性記録材料の温度対色密度の変化を表すグラフである；
【図２】資格賦与承認カードの可逆的印刷を行うためのサーマルプリンタを図式的に示す；
【図３】サーマルプリントヘッドを駆動するためのブロックダイアグラムを示す；
【図４】本発明の方法に係わる第一の修正変法を図示するグラフである；並びに
【図５】本発明の方法に係わる第二の修正変法を図示するグラフである。
【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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