感熱記録媒体
【課題】 メインテナンスが容易で、カートリッジ等の廃棄物を発生させず、しかも記録シートの管理を容易にすることができる記録シート等を提供する。
【解決手段】 画像形成時に低温発色層１３の発色加熱によって、低温発色抑制層９の低温発色抑制カプセル２３内から低温発色抑制剤が流出し、この低温発色抑制剤がタイミング層１１を拡散し、時間遅延して低温発色層１１の発色機能を抑制する。すなわち、低温発色層１３を発色させてから、一定時間後に低温発色層１３を自動的に定着できる。
【解決手段】 画像形成時に低温発色層１３の発色加熱によって、低温発色抑制層９の低温発色抑制カプセル２３内から低温発色抑制剤が流出し、この低温発色抑制剤がタイミング層１１を拡散し、時間遅延して低温発色層１１の発色機能を抑制する。すなわち、低温発色層１３を発色させてから、一定時間後に低温発色層１３を自動的に定着できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感熱式の感熱記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在実用化されているプリンタには、インクジェット方式や感熱転写方式、複写機を電子化したレーザ方式等がある。これらは、いずれもインクやインクリボン、トナーなどを紙（シート)に転写している。従って、プリントが終わると、インクやインクリボン、そしてそれらを内包した専用カートリッジ等が廃棄物となる。また、写真画質を実現するには、結局は専用紙を使う必要がある。
一方、専用の記録シートを必要とするが、インクやインクリボン、並びに専用カートリッジを廃棄しないプリンタとして、ファクシミリやバーコード印刷に用いられている感熱方式のプリンタがある。このような感熱方式で写真画質のカラー印刷を実現するためには多くの技術的困難があり、なかなか実用化されていない。
その最大の技術的障壁としては、３色３層の各発色層をサーマルヘッドの熱制御だけで独立に制御して発色させ、しかも発色する各色に濃淡を付けて濃度階調した制御が困難なためにカラー写真の画質の印刷が実現できなかった。このような中で、富士写真フィルム株式会社の特許文献１の技術的思想を基に、１９９６年に発売を開始した直接感熱記録方式（ＴＡ方式）が唯一の実用化例である。
【０００３】
このＴＡ方式は、シアン、マゼンダ、イエローの順に感熱発色層を基板上に積層し、最上層には耐熱性保護層を配置している。イエローとマゼンタの発色層は、ジアゾニウム塩化合物とカプラーを発色素材とし、紫外線で画像の定着が可能である。また、シアン発色層は定着の必要がないので、染料前駆体と有機酸を発色素材としている。各層のマイクロカプセルは異なる熱感度と紫外線感度を持っており、異なる熱エネルギと異なる波長の紫外線を、5回のステップに分けて与えることによって発色と定着を繰り返しながら、フルカラーのプリントを作成する。
具体的には、ＴＡ方式は、（１）イエロー画像情報で、低熱エネルギでイエロー画像を形成し、（２）波長が419nnmの紫外線を全面照射し、（３）イエロー画像を定着し、（４）マゼンタ画像を中熱エネルギで形成する（このときイエロー発色層は加熱しても発色しないため、影響を受けない）、（４）波長が365nmの紫外線を全面照射し、マゼンタ画像を定着し、（５）シアン画像を高熱エネルギで形成する。
【０００４】
また、上記ＴＡ方式とは別に、３段階の圧力と３段階の温度とを組み合わせて、カプセル内のジアゾ化合物とカプセル外のカプラーとを化学反応させて発色させるシステムが特許文献２に提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−４０１９２号公報
【特許文献２】特開平１１−１７０６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記ＴＡ方式では、感熱発色層が紫外線で定着されるため、記録シートの保管が難しいという問題がある。
また、上述した特許文献２のシステムでは、３段階の圧力を記録シートに適切に加えて発色させる制御が困難であるという問題がある。
さらに、記録シートの薄型化、並びに画像形成工程の簡単化の要請がある。
【０００７】
本発明は上述した従来技術の問題点を解決するために、画像形成装置のメインテナンスが容易で、カートリッジ等の廃棄物を発生させずに簡単な制御で感熱記録媒体に画像を形成でき、しかも感熱記録媒体を容易に管理することを可能とする感熱記録媒体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】
【０００８】
上述した従来技術の問題点を解決し、上述した目的を達成するため、請求項１の発明の感熱記録媒体は、第１の発色温度で発色する第１の発色要素を内包した１の発色層と、前記第１の温度より高い第２の温度で発色する第２の発色要素を内包した第２の発色層と、前記第２の温度より高い第３の温度で発色する第３の発色要素を内包した第３の発色層と、前記第１の発色要素の発色機能を抑制する発色抑制剤を含む発色抑制要素を内包し、予め決められた温度条件を満たすと前記発色抑制要素が前記発色抑制剤を流出する発色抑制層と、前記第１の発色層と前記発色抑制層との間に介在し、前記発色抑制剤が前記第１の発色層に達するタイミングを規定するタイミング層とを有し、前記第１の発色層、前記タイミング層および前記発色抑制層を、前記第２の発色層と前記第３の発色層との間に配置している。
【０００９】
請求項１の発明の感熱記録媒体は、第１の発色温度で加熱されると、第１の発色層内の第１の発色要素が発色する。当該熱によって発色抑制層も加熱され、発色抑制要素が発色抑制剤を流出する。
そして、上記流出した発色抑制剤が、タイミング層で一定時間遅延されて、第１の発色層に達する。これにより、第１の発色層の発色機能が抑制される。
その後、第２の温度および第３の温度による加熱によって、第２の発色層および第３の発色層が発色する。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記タイミング層は、画像形成時に、前記発色抑制要素から出た発色抑制物質が、前記第１の発色要素が発色した後に当該第１の発色要素に到達するようにタイミングを調整する機能を有することを特徴としている。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記第２の発色層を基材側に配置し、前記第３の発色層を前記基材と反対側に配置したことを特徴としている。
このように第３の発色層を基板側と反対側（すなわち、加熱側）に配置することで、第３の発色層の加熱時に、第１の発色層、タイミング層および発色抑制層が熱バリアとなって、第２の発色層が発色してしまうことを回避できる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において、前記発色抑止要素は、前記第１の温度より低い第４の温度で前記発色抑制剤を流出することを特徴としている。
このようにすることで、タイミング層の存在により、第１の発色層に加えられた第１の温度の熱が低下して発色抑制層に伝達された場合でも、発色抑制機能を適切に発揮させることができる。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの発明において、前記発色要素は、当該発色要素が内包する材料が前記発色要素外に放出し、発色要素外の物質と反応して発色する要素、あるいは前記発色要素内に、当該発色要素外の材料が、当該発色要素内に流入して、当該発色要素内の物質と反応して発色する要素であることを特徴としている。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかの発明において、前記発色抑制剤は、前記発色要素の材料である電子供与性染料前駆体、電子受容性顕色剤、塩基性物質または酸性物質のうち、一つ以上の材料の化学構造を変化させて発色反応を起こさないようにする機能、前記発色要素の材料である電子供与性染料前駆体、電子受容性顕色剤、塩基性物質または酸性物質のうち、一つ以上の材料の化学構造を変化させて、化学反応しても色素が生成できずに発色しないようにする機能、あるいは前記発色要素の材料を内包したマイクロカプセルの壁の物質透過性を変化させて浸透性を低下させて発色反応を抑制する機能を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、画像形成装置のメインテナンスが容易で、カートリッジ等の廃棄物を発生させずに簡単な制御で感熱記録媒体に画像を形成でき、しかも感熱記録媒体を容易に管理することを可能とする感熱記録媒体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態に係わる記録シート、並びに当該記録シートに画像を形成するプリンタについて説明する。
［本発明の構成との対応関係］
先ず、本実施形態の構成要素と、本発明の構成要素との対応関係を説明する。
低温発色カプセル２５が請求項１等の発明の第１の発色要素の一例であり、中温発色カプセル２１が第２の発色要素の一例であり、低温発色抑制カプセル２３が発色抑制要素の一例であり、高温発色カプセル２７が第３の発色要素の一例である。
また、低温発色層１３が本発明の第１の発色層の一例であり、中温発色層７が本発明の第２の発色層の一例であり、高温発色層１７が本発明の第３の発色層の一例であり、タイミング層１１が本発明のタイミング層の一例である。
また、本実施形態の温度Ｔ１が本発明の第１の温度の一例であり、温度Ｔ２が本発明の第２の温度の一例であり、温度Ｔ３が本発明の第３の温度の一例であり、温度Ｔａが本発明の第４の温度の一例である。
【００１７】
［記録シート１０］
先ず、本実施形態で用いられる記録シート１０を説明する。
図１は、本実施形態で用いる記録シート１０の断面構成図である。
図１に示すように、記録シート１０は、例えば、基材１１上に中温発色層７、低温発色抑制層９、タイミング層１１、低温発色層１３、混防止層１５、高温発色層１７および保護層１９を積層して構成される。
図１に示すように、中温発色層７は中温発色カプセル２１を内包し、低温発色抑制層９は低温発色抑制カプセル２３を内包し、低温発色層１３は低温発色カプセル２５を内包し、高温発色層１７は高温発色カプセル２７を内包している。
図２に示すように、低温発色カプセル２５、中温発色カプセル２１および高温発色カプセル２７は、それぞれ温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３以上で発色する。ここで、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３である。
【００１８】
また、低温発色抑制カプセル２３は、温度Ｔａ（＜Ｔ１）以上で、低温発色カプセル２５の発色機能を抑制する低温発色抑制剤を流出する。
記録シート１０では、画像形成時に低温発色層１３の発色加熱によって、低温発色抑制層９の低温発色抑制カプセル２３内から低温発色抑制剤が流出し、この低温発色抑制剤がタイミング層１１内を拡散し、時間遅延して低温発色層１１の発色機能を抑制する。すなわち、低温発色層１３を発色させてから、一定時間後に低温発色層１３を自動的に定着できる。これにより、低温色の耐候性を高めることができると共に、定着のための特別な加熱処理や加圧処理が不要になり画像形成を簡単且つ短時間にできる。
なお、記録シート１０は、３色発色できるため、カラー画像を形成できる。
【００１９】
基材１１は、例えば、ポリエステルやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等によって構成される。基材１１は、白色あるいは透明である。
【００２０】
中温発色層７は、中温発色カプセル２１、顕色剤、並びに必要に応じて塩基性物質または酸性物質をバインダ材中に分散させて構成される。中温発色カプセル２１は、発色剤を内包し、その壁のガラス転移点が図２に示す温度Ｔ２（例えば、１６０℃）であり、低温発色カプセル２５より高く、高温発色カプセル２７より低い。
中温発色層７は、例えば、温度Ｔ２以上の中温状態が中時間以上続くと、中温発色カプセル２１が内包する発色剤と中温発色層７内の顕色剤とが反応して発色する。本実施形態において、中時間とは、高温発色層１７の発色条件で規定される短時間より長く、低温発色層１３の発色条件で規定される長時間より短い時間である。
【００２１】
中温発色カプセル２１は、いわゆるマイクロカプセルであり、その壁が１５０〜２８０℃のガラス転移点を持つポリウレアあるいはポリウレタンからなる。中温発色カプセル２１は、ガラス転移点前後で物質浸透（透過）性が大きくなる特性を持つ。これにより、図３（Ａ）に示すように、温度Ｔ２未満（非中温状態）においては、中温発色カプセル２１内に顕色剤は浸透せず、中温発色カプセル２１内の発色剤は発色しない。一方、図３（Ｂ）に示すように、温度Ｔ２以上（中温状態）になると、中温発色層７内の顕色剤が中温発色カプセル２１内に浸透し、当該顕色剤と中温発色カプセル２１内の発色剤とが反応して色素が形成されて発色する。
【００２２】
中温発色カプセル２１等の本実施形態におけるマイクロカプセルの壁は、例えば、熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂等の合成樹脂で形成される。具体的には、中温発色カプセル２１等の壁として、メラミン−ホルムアルデヒドポリマー、尿素−ホルムアルデヒドポリマー等が用いられる。
また、マイクロカプセルの平均粒径は、例えば約３〜４μｍであり、そのガラス転移点は壁の材質によって規定される。マイクロカプセルは、反応する物質を多層構造の状態で隔離しておくだけでなく、マイクロカプセルの壁を隔ててミクロンに分散して共存させることにより、数μの薄い塗布膜の中で、常温では十分に隔離性を保ちながら、加熱時に瞬時に十分な物質浸透性を持たせる機能を持つ。
【００２３】
なお、中温発色カプセル２１は、上記中温状態になると、その壁が溶けて、カプセル内の発色剤がカプセル外に流出して、カプセル外の顕色剤と反応して発色するように構成してもよい。
本実施形態において、発色剤と、それに反応する顕色剤との組み合わせには、例えば、ジアゾ化合物（発色剤）とカプラー（顕色剤）との組み合わせ、あるいは電子供与性無色染料（発色剤）と電子受容性化合物（顕色剤）との組み合わせ等がある。なお、ジアゾ化合物の化学構造とカプラーの化学構造との組み合わせ、あるいは電子供与性無色染料の化学構造と電子受容性化合物の化学構造との組み合わせによって任意の色相を発色できることは公知である。
【００２４】
なお、上記ジアゾ化合物は、例えば、リン酸トリクレジル等である。ジアゾ化合物は、電子供与性染色前駆体（染料前駆体）であり、塩基性雰囲気でカプラーと反応して発色する。カプラーは、例えば、レゾルシルやフロログルシンであり、塩基性雰囲気中でジアゾ化合物とカップリングして色素を形成する。塩基性雰囲気は、水難溶性か水不溶性の塩基性物質や加熱によりアルカリを発生する物質（例えば、有機アンモニウム塩）によって作られる。
また、上記電子供与性無色染料は例えばロイコ染料であり、電子受容性化合物は例えばフェノール系酸性物質である。この組み合わせでは、ロイコ染料が酸性物質である顕色剤に吸着して酸化されて発色する。
【００２５】
また、上記カプラーとしては、例えば、２−ヒドロキシ−３ナフトエ酸アニリド等が用いられる。
また、上記電子受容性化合物としては、例えば、フェノール化合物、有機酸またはその金属塩、オキシ安息香酸エステル等の酸性物質が用いられる。
【００２６】
また、本実施形態では、発色剤をマイクロカプセル内に内包する場合を例示するが、例えば、発色剤と顕色剤とをバインダ内に分散して配置し、加熱によりバインダが溶融して発色剤と顕色剤とが反応するような構成にしてもよい。
【００２７】
低温発色抑制層９は、低温発色抑制カプセル２３を内包する。
低温発色抑制カプセル２３は、図４（Ａ）に示すように、非抑制機能発揮状態（図２に示すＴａ未満）で、低温発色層１３の発色機能を抑制する低温発色抑制剤を内包する。
低温発色抑制カプセル２３は、図４（Ｂ）に示すように、図２に示す温度Ｔａ以上の温度状態が予め決められた長時間以上続くと、カプセル壁が溶融状態となり、低温発色抑制剤を低温発色抑制カプセル２３外に流出させる。本実施形態において、上記長時間は、低温発色層１３の発色条件で規定される長時間と同じか、あるいはそれ以上の時間である。
【００２８】
低温発色抑制カプセル２３が内包する低温発色抑制剤は、例えば、低温発色カプセル２５内は発色剤、低温発色層１３内の顕色剤、塩基性物質および酸性物質のうち、１つ以上の物質の化学構造を変化させて、化学反応を起こさないようにする機能、あるいは化学反応しても色素が生成されないようにする機能を有する。
また、低温発色抑制カプセル２３は、低温発色カプセル２５のカプセルの壁の物質透過性を変化させて浸透性を低下させて発色反応を抑制する機能を有していてもよい。
【００２９】
低温発色層１３において電子供与性無色染料（発色剤：例えばロイコ染料）と電子受容性化合物（顕色剤：例えば酸性物質）との組み合わせで発色する場合には、低温発色抑制カプセル２３として、例えば、リン酸エステル類、テトラヒドロフタル酸、脂肪酸エステル、２価アルコールエステル類、エポキシ系可塑剤あるいはトリメット酸系可塑剤等が用いられる。
【００３０】
タイミング層１１は、低温加熱によって低温発色抑制層９の低温発色抑制カプセル２３内から流出した低温発色抑制剤を層内で拡散し、一定時間経過後に低温発色層１３に達するように調整する。すなわち、タイミング層１１は、低温発色層１３の低温発色抑制機能が発揮されるタイミングを調整する。
本実施形態において、タイミング層１１は、低温発色抑制剤が拡散可能な物質を用いて構成される。
タイミング層１１は、例えば、この層が熱溶媒を含む場合などに、加熱の際に相変化を受ける不活性材料を含む任意の材料によって構成される。タイミング層１１の代表的な材料としては、ポリ（ビニルアルコール）のようなポリマー材料が挙げられる。
【００３１】
低温発色層１３は、低温発色カプセル２５、顕色剤、並びに必要に応じて塩基性物質または酸性物質をバインダ材中に分散させて構成される。低温発色カプセル２５は、発色剤を内包し、その壁のガラス転移点が例えば、９０〜１４０℃の低温である。低温発色層１３は、例えば、図２に示す温度Ｔ１（例えば、１００℃）以上の低温状態となると、低温発色カプセル２５が内包する発色剤と低温発色層１３内の顕色とが反応して発色する。低温発色層１３の発色原理は、低温発色カプセル２５の壁のガラス転移点を除いて、中温発色層７と同じである。
【００３２】
混防止層１５は、低温発色カプセル２５と高温発色カプセル２７とが混ざり合うことを防止する機能を有する。
【００３３】
高温発色層１７は、高温発色カプセル２７、顕色剤、並びに必要に応じて塩基性物質あるいは酸性物質をバインダ材中に分散させて構成される。高温発色カプセル２７は、発色剤を内包し、その壁のガラス転移点が例えば、３００〜３５０℃の高温である。高温発色層１７は、例えば、図２に示す温度Ｔ３（例えば、３３０℃）以上の高温状態が所定の短時間以上続くと、高温発色カプセル２７が内包する発色剤と高温発色層１７内の顕色剤とが反応して発色する。高温発色カプセル２７の壁のガラス転移点を除いて、発色の原理は、中温発色カプセル２１と同じである。本実施形態において、上記短時間は、低温発色層１３および中温発色層７の発色条件で規定される長時間および中時間より短い時間である。
【００３４】
保護層１９は、中温発色層７を保護するための層である。保護層１９は、例えば、耐熱機能を有する。
【００３５】
本実施形態において、中温発色層７、低温発色抑制層９、低温発色層１３および高温発色層１７の各々の厚みは、例えば１〜４μｍである。
また、タイミング層１１の厚みは例えば５〜２５μｍである。
また、各層への発色の割り当ては、例えば、中温発色カプセル２１にイエロー、低温発色層１３にマゼンダ、高温発色層１７にシアンを割り当てる。但し、これは一例であり、割り当てパターンは任意である。
なお、本実施形態では、プリンタ４０において、記録シート１０の各層の発色時に保護層１９側から加熱を行う。
【００３６】
［プリンタ４０］
次に、図１に示す記録シート１０に画像を形成するプリンタを説明する。
図５は、図１に示す記録シート１０に画像を記録（印刷）するプリンタ４０の構成図である。
図５に示すように、プリンタ４０は、例えば、シート収容ケース４１、シート送りローラ４３、サーマルヘッド４５、プラテンローラ４７および制御部５１を有する。
シート収容ケース４１は、複数の記録シート１０を収容する。シート収容ケース４１に収容された記録シート１０は、バネ５３等の付勢手段によってシート送りローラ４３に向けて押されている。
【００３７】
シート送りローラ４３は、シート収容ケース４１の最上段の記録シート１０に接触して位置する。シート送りローラ４３は、制御部５１からの制御信号に基づいてモータ（図示せず）によって回転駆動される。シート送りローラ４３が回転すると、バネ５３の付勢力により記録シート１０とシート送りローラ４３との間に生じた摩擦力によって、シート送りローラ４３の回転に連動してシート収容ケース４１の最上段の記録シート１０がサーマルヘッド４５に向けて搬送される。なお、制御部５１は、上記制御信号に基づいて、モータ（シート送りローラ４３）の回転量を制御することで、記録シート１０の位置や送り量を制御する。
【００３８】
記録シート１０の搬送経路におけるシート送りローラ４３の下流側には、サーマルヘッド４５が設けられている。
サーマルヘッド４５は、複数の発熱素子を主走査方向にライン状に並べた発熱素子アレイを備えている。サーマルヘッド４５は、発熱素子アレイを記録シート１０に接触した状で、形成する画像に応じたパターンで各発熱素子を発熱させる。本実施形態では、各発熱素子は、少なくとも、非発熱状態、低温発熱状態、中温発色状態および高温発熱状態の４状態を有し、これら４状態のうち一つが制御部５１によって選択される。
各発熱素子の発熱温度は、その発熱素子に接続された抵抗に電流を流す時間によって制御される。制御部５１は、加熱時間に応じて、サーマルヘッド４５の各発熱素子に電流を流す時間を規定するストローブ信号のパルス幅を制御する。
【００３９】
また、その他の温度制御方法として、制御部５１は、例えば、発熱温度に応じては発熱素子間に生じる電圧を制御（発熱温度が高くなるに従って上記電圧が大きくなるように制御）してもよい。
また、各発熱素子が制御信号のレベルに応じた電圧によって発熱する場合に、制御部５１は、制御信号のパルス電位、パルス幅およびパルス回数を制御することで、各色の濃度を制御できる。
なお、サーマルヘッド４５は、低温発色状態、中温発色状態および高温発色状態の各々において、画像データの諧調に応じた複数の発熱温度を調整可能にしてもよい。
【００４０】
プラテンローラ４７は、記録シート１０の搬送経路を挟んで反対側には、サーマルヘッド４５が設けられている。プラテンローラ４７は、記録シート１０の搬送に応じて回転し、記録シート１０とサーマルヘッド４５の発熱素子との接触状態を安定にする。
【００４１】
制御部５１は、例えば、マイクロコンピュータ等の電子回路であり、プリンタ４０の動作を統括的に制御する。
【００４２】
以下、図５および図６を参照して、プリンタ４０の動作例を説明する。
図６は、図１に示す記録シート１０に画像を形成するプリンタの動作例を説明ためのフローチャートである。
【００４３】
ステップＳＴ０：
図６に示すプリンタのシート収容ケース４１に、複数枚の記録シート１０を収容する。シート収容ケース４１に収容された記録シート１０は、バネ５３の付勢力によって紙送りローラ４３に向けて押され、最上段の記録シート１０と紙送りローラ４３との間に摩擦力が生じている。
【００４４】
ステップＳＴ１：
制御部５１からの制御に基づいてシート送りローラ４３が回転し、シート収容ケース４１の最上段に収容された記録シート１０がサーマルヘッド４５に向けて搬送される。
【００４５】
ステップＳＴ２：
制御部５１からの制御に基づいてサーマルヘッド４５が、記録シート１０に形成する画像の低温発色成分に応じた画素パターンで各発熱素子を低温且つ長時間で発熱させる。これにより、記録シート１０の低温発色層１３が、画像情報に対応した低温発色成分の画素パターンで、図２に示す温度Ｔ１の低温状態で長時間加熱され、低温加熱された位置の低温発色カプセル２５内の発色剤とその周囲に顕色剤とが反応して発色（低温発色）する。
【００４６】
ステップＳＴ３：
ステップＳＴ２における低温加熱による熱によって低温発色抑制層９が加熱される。このとき、タイミング層１１の影響で、低温発色抑制層９は、温度Ｔ１より小さい温度Ｔａで加熱される。これにより、低温発色抑制層９の発色抑制カプセル２３内から低温発色抑制剤が流出し、これがタイミング層１１内を拡散して一定時間経過後に低温発色層１３に達する。そして、低温発色抑制剤によって低温発色層９の発色機能が自動的に抑制（定着）される。すなわち、低温発色抑制のための加熱処理を個別に行う必要がない。
【００４７】
ステップＳＴ４：
制御部５１からの制御に基づいてサーマルヘッド４５が、記録シート１０に形成する画像の高温発色成分に応じた画素パターンで各発熱素子を高温且つ短時間で発熱させる。これにより、記録シート１０の高温発色層１７が、画像情報に対応した高温発色成分の画素パターンで、図２に示す温度Ｔ３の高温で短時間加熱され、高温加熱された位置の高温発色カプセル２７内の発色剤とその周囲に顕色剤とが反応して発色（高温発色）する。
このとき、低温発色層１３は既に定着されているから発色せず。また、中温発色層７については、高温加熱時間は短時間であり、且つ低温発色層１３、タイミング層１１および低温発色抑制層９が熱バリアとして働くため、中温発色条件を満たさず、発色しない。
【００４８】
ステップＳＴ５：
ステップＳＴ４に続いて、制御部５１からの制御に基づいてサーマルヘッド４５が、記録シート１０に形成する画像の中温発色成分に応じた画素パターンで各発熱素子を中温且つ中時間で発熱させる。これにより、記録シート１０の中温発色層７が、画像情報に対応した中温発色成分の画素パターンで、図２に示す温度Ｔ２の中温で中時間加熱され、中温加熱された位置の中温発色カプセル２１内の発色剤とその周囲に顕色剤とが反応して発色（中温発色）する。
このとき、低温発色層１３の発色機能は既に抑制されているので、低温発色は生じない。
【００４９】
本実施形態において、ステップＳＴ２〜ＳＴ５の発色処理は、記録シート１０上でサーマルヘッド４５が接触した領域に対して順に行われる。当該接触領域についてステップＳＴ２〜ＳＴ５の発色処理および定着処理が終了すると、プラテンローラ４７が回転して次の接触領域についてステップＳＴ２〜ＳＴ５の処理が行われる。
なお、ステップＳＴ４の処理（中温発色処理）とステップＳＴ５の処理（高温発色処理）との順は逆でもよい。
【００５０】
ステップＳＴ６：
制御部５１からの制御に基づいて加圧ローラ４９ａ，４９ｂが回転し、図５に示すように、記録シート１０が図５中右側の搬出口に向けて搬送される。
【００５１】
以上説明したように、記録シート１０によれば、カートリッジ等の交換が不要であるためプリンタ４０のメインテナンスが容易で、カートリッジ等の廃棄物を発生させず、環境対策に適している。
また、記録シート１０によれば、低温発色層１３の発色抑制（定着）を行うので、画像形成後の変色を抑制でき、耐候性を向上できる。このとき、紫外線定着ではないため、記録シート１０の管理が容易である。
【００５２】
また、記録シート１０では、低温発色層１３と低温発色抑制層９との間にタイミング１１を設けることで、低温発色層１３の発色加熱によって低温発色抑制層９の低温発色抑制カプセル２３内から低温発色抑制剤が流出し、この低温発色抑制剤がタイミング層１１を拡散し、時間遅延して低温発色層１１の発色機能を抑制する。すなわち、低温発色層１３を発色させてから、一定時間後に低温発色層１３を自動的に定着できる。これにより、低温色の耐候性を高めることができると共に、定着のための特別な加熱処理や加圧処理が不要になり画像形成を簡単且つ短時間にできる。
すなわち、記録シート１０によれば、３つの発色層のうちの１層の低温層を定着させたため、残りの２層について熱と時間を制御すればよいので、制御が簡単である。
【００５３】
また、記録シート１０では、中温発色層７と高温発色層１７との間に、低温発色抑制層９、タイミング層１１および低温発色層１３を配置するため、これらの層が高温発色時に熱バリアとして機能し、中温発色層７に意図しない発色が生じることを回避できる。
【００５４】
また、本実施形態のプリンタ４０によれば、図５に示すように、低温発色、低温定着、高温発色および中温発色を、サーマルヘッド４５によって１ヘッドで温度と時間を制御して連続して実現できる。
プリンタ４０によれば、低温発色定着のために特別な機構が不要であるため、構成および制御を簡単にできる。
【００５５】
また、記録シート１０では、高温発色層１７を保護層１９側に配置する。そのため、プリンタ４０による加熱時のエネルギを小さくできると共に、加熱時間を短縮できる。
【００５６】
なお、上述した実施形態では、中温発色層７、低温発色抑制層９、低温発色層１３および高温発色層１７が機能を発揮する条件として時間を規定したが、時間を条件とせず、温度のみを条件とするようにしてもよい。
【００５７】
本発明は上述した実施形態には限定されない。
すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。
例えば、上述した実施形態では、記録シートを３色に発色させて記録を行う場合を例示したが、記録シートに４色以上に発色させて記録を行ってもよい。例えば、イエロー、シアンおよびマゼンダの３色に、ブラックを加えて４色で記録シートを発色させてもよいし、ライトシアンおよびライトマゼンダを加えて５色で記録シートを発色させてもよい。
【００５８】
また、上述した実施形態では、本発明の感熱記録媒体として記録シートを例示したが、本発明の感熱記録媒体の形状はシート状以外でもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、感熱記録媒体に記録を行うシステムに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】図１は、本発明の実施形態の記録シートの構成図である。
【図２】図２は、図１に示す低温発色抑制カプセル、低温発色カプセル、中温発色カプセル、高温発色カプセルの特性を説明ための図である。
【図３】図３は、図１に示す記録シート内の高温発色カプセル、中温発色カプセルおよび低温発色カプセルの発色原理を説明ための図である。
【図４】図４は、図１に示す低温発色抑制カプセルの発色抑制原理を説明ための図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態のプリンタの画像形成動作を説明ための図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態のプリンタの画像形成動作を説明ためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００６１】
１０‥記録シート、５‥基材、７‥中温発色層、９‥低温発色抑制層、１１‥タイミング層、１３‥低温発色層、１５‥混防止層、１７‥高温発色層、１９‥保護層、２１‥中温発色カプセル、２３‥低温発色抑制カプセル、２５‥低温発色カプセル、２７‥高温発色カプセル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感熱式の感熱記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在実用化されているプリンタには、インクジェット方式や感熱転写方式、複写機を電子化したレーザ方式等がある。これらは、いずれもインクやインクリボン、トナーなどを紙（シート)に転写している。従って、プリントが終わると、インクやインクリボン、そしてそれらを内包した専用カートリッジ等が廃棄物となる。また、写真画質を実現するには、結局は専用紙を使う必要がある。
一方、専用の記録シートを必要とするが、インクやインクリボン、並びに専用カートリッジを廃棄しないプリンタとして、ファクシミリやバーコード印刷に用いられている感熱方式のプリンタがある。このような感熱方式で写真画質のカラー印刷を実現するためには多くの技術的困難があり、なかなか実用化されていない。
その最大の技術的障壁としては、３色３層の各発色層をサーマルヘッドの熱制御だけで独立に制御して発色させ、しかも発色する各色に濃淡を付けて濃度階調した制御が困難なためにカラー写真の画質の印刷が実現できなかった。このような中で、富士写真フィルム株式会社の特許文献１の技術的思想を基に、１９９６年に発売を開始した直接感熱記録方式（ＴＡ方式）が唯一の実用化例である。
【０００３】
このＴＡ方式は、シアン、マゼンダ、イエローの順に感熱発色層を基板上に積層し、最上層には耐熱性保護層を配置している。イエローとマゼンタの発色層は、ジアゾニウム塩化合物とカプラーを発色素材とし、紫外線で画像の定着が可能である。また、シアン発色層は定着の必要がないので、染料前駆体と有機酸を発色素材としている。各層のマイクロカプセルは異なる熱感度と紫外線感度を持っており、異なる熱エネルギと異なる波長の紫外線を、5回のステップに分けて与えることによって発色と定着を繰り返しながら、フルカラーのプリントを作成する。
具体的には、ＴＡ方式は、（１）イエロー画像情報で、低熱エネルギでイエロー画像を形成し、（２）波長が419nnmの紫外線を全面照射し、（３）イエロー画像を定着し、（４）マゼンタ画像を中熱エネルギで形成する（このときイエロー発色層は加熱しても発色しないため、影響を受けない）、（４）波長が365nmの紫外線を全面照射し、マゼンタ画像を定着し、（５）シアン画像を高熱エネルギで形成する。
【０００４】
また、上記ＴＡ方式とは別に、３段階の圧力と３段階の温度とを組み合わせて、カプセル内のジアゾ化合物とカプセル外のカプラーとを化学反応させて発色させるシステムが特許文献２に提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−４０１９２号公報
【特許文献２】特開平１１−１７０６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記ＴＡ方式では、感熱発色層が紫外線で定着されるため、記録シートの保管が難しいという問題がある。
また、上述した特許文献２のシステムでは、３段階の圧力を記録シートに適切に加えて発色させる制御が困難であるという問題がある。
さらに、記録シートの薄型化、並びに画像形成工程の簡単化の要請がある。
【０００７】
本発明は上述した従来技術の問題点を解決するために、画像形成装置のメインテナンスが容易で、カートリッジ等の廃棄物を発生させずに簡単な制御で感熱記録媒体に画像を形成でき、しかも感熱記録媒体を容易に管理することを可能とする感熱記録媒体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】
【０００８】
上述した従来技術の問題点を解決し、上述した目的を達成するため、請求項１の発明の感熱記録媒体は、第１の発色温度で発色する第１の発色要素を内包した１の発色層と、前記第１の温度より高い第２の温度で発色する第２の発色要素を内包した第２の発色層と、前記第２の温度より高い第３の温度で発色する第３の発色要素を内包した第３の発色層と、前記第１の発色要素の発色機能を抑制する発色抑制剤を含む発色抑制要素を内包し、予め決められた温度条件を満たすと前記発色抑制要素が前記発色抑制剤を流出する発色抑制層と、前記第１の発色層と前記発色抑制層との間に介在し、前記発色抑制剤が前記第１の発色層に達するタイミングを規定するタイミング層とを有し、前記第１の発色層、前記タイミング層および前記発色抑制層を、前記第２の発色層と前記第３の発色層との間に配置している。
【０００９】
請求項１の発明の感熱記録媒体は、第１の発色温度で加熱されると、第１の発色層内の第１の発色要素が発色する。当該熱によって発色抑制層も加熱され、発色抑制要素が発色抑制剤を流出する。
そして、上記流出した発色抑制剤が、タイミング層で一定時間遅延されて、第１の発色層に達する。これにより、第１の発色層の発色機能が抑制される。
その後、第２の温度および第３の温度による加熱によって、第２の発色層および第３の発色層が発色する。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記タイミング層は、画像形成時に、前記発色抑制要素から出た発色抑制物質が、前記第１の発色要素が発色した後に当該第１の発色要素に到達するようにタイミングを調整する機能を有することを特徴としている。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記第２の発色層を基材側に配置し、前記第３の発色層を前記基材と反対側に配置したことを特徴としている。
このように第３の発色層を基板側と反対側（すなわち、加熱側）に配置することで、第３の発色層の加熱時に、第１の発色層、タイミング層および発色抑制層が熱バリアとなって、第２の発色層が発色してしまうことを回避できる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において、前記発色抑止要素は、前記第１の温度より低い第４の温度で前記発色抑制剤を流出することを特徴としている。
このようにすることで、タイミング層の存在により、第１の発色層に加えられた第１の温度の熱が低下して発色抑制層に伝達された場合でも、発色抑制機能を適切に発揮させることができる。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの発明において、前記発色要素は、当該発色要素が内包する材料が前記発色要素外に放出し、発色要素外の物質と反応して発色する要素、あるいは前記発色要素内に、当該発色要素外の材料が、当該発色要素内に流入して、当該発色要素内の物質と反応して発色する要素であることを特徴としている。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかの発明において、前記発色抑制剤は、前記発色要素の材料である電子供与性染料前駆体、電子受容性顕色剤、塩基性物質または酸性物質のうち、一つ以上の材料の化学構造を変化させて発色反応を起こさないようにする機能、前記発色要素の材料である電子供与性染料前駆体、電子受容性顕色剤、塩基性物質または酸性物質のうち、一つ以上の材料の化学構造を変化させて、化学反応しても色素が生成できずに発色しないようにする機能、あるいは前記発色要素の材料を内包したマイクロカプセルの壁の物質透過性を変化させて浸透性を低下させて発色反応を抑制する機能を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、画像形成装置のメインテナンスが容易で、カートリッジ等の廃棄物を発生させずに簡単な制御で感熱記録媒体に画像を形成でき、しかも感熱記録媒体を容易に管理することを可能とする感熱記録媒体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態に係わる記録シート、並びに当該記録シートに画像を形成するプリンタについて説明する。
［本発明の構成との対応関係］
先ず、本実施形態の構成要素と、本発明の構成要素との対応関係を説明する。
低温発色カプセル２５が請求項１等の発明の第１の発色要素の一例であり、中温発色カプセル２１が第２の発色要素の一例であり、低温発色抑制カプセル２３が発色抑制要素の一例であり、高温発色カプセル２７が第３の発色要素の一例である。
また、低温発色層１３が本発明の第１の発色層の一例であり、中温発色層７が本発明の第２の発色層の一例であり、高温発色層１７が本発明の第３の発色層の一例であり、タイミング層１１が本発明のタイミング層の一例である。
また、本実施形態の温度Ｔ１が本発明の第１の温度の一例であり、温度Ｔ２が本発明の第２の温度の一例であり、温度Ｔ３が本発明の第３の温度の一例であり、温度Ｔａが本発明の第４の温度の一例である。
【００１７】
［記録シート１０］
先ず、本実施形態で用いられる記録シート１０を説明する。
図１は、本実施形態で用いる記録シート１０の断面構成図である。
図１に示すように、記録シート１０は、例えば、基材１１上に中温発色層７、低温発色抑制層９、タイミング層１１、低温発色層１３、混防止層１５、高温発色層１７および保護層１９を積層して構成される。
図１に示すように、中温発色層７は中温発色カプセル２１を内包し、低温発色抑制層９は低温発色抑制カプセル２３を内包し、低温発色層１３は低温発色カプセル２５を内包し、高温発色層１７は高温発色カプセル２７を内包している。
図２に示すように、低温発色カプセル２５、中温発色カプセル２１および高温発色カプセル２７は、それぞれ温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３以上で発色する。ここで、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３である。
【００１８】
また、低温発色抑制カプセル２３は、温度Ｔａ（＜Ｔ１）以上で、低温発色カプセル２５の発色機能を抑制する低温発色抑制剤を流出する。
記録シート１０では、画像形成時に低温発色層１３の発色加熱によって、低温発色抑制層９の低温発色抑制カプセル２３内から低温発色抑制剤が流出し、この低温発色抑制剤がタイミング層１１内を拡散し、時間遅延して低温発色層１１の発色機能を抑制する。すなわち、低温発色層１３を発色させてから、一定時間後に低温発色層１３を自動的に定着できる。これにより、低温色の耐候性を高めることができると共に、定着のための特別な加熱処理や加圧処理が不要になり画像形成を簡単且つ短時間にできる。
なお、記録シート１０は、３色発色できるため、カラー画像を形成できる。
【００１９】
基材１１は、例えば、ポリエステルやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等によって構成される。基材１１は、白色あるいは透明である。
【００２０】
中温発色層７は、中温発色カプセル２１、顕色剤、並びに必要に応じて塩基性物質または酸性物質をバインダ材中に分散させて構成される。中温発色カプセル２１は、発色剤を内包し、その壁のガラス転移点が図２に示す温度Ｔ２（例えば、１６０℃）であり、低温発色カプセル２５より高く、高温発色カプセル２７より低い。
中温発色層７は、例えば、温度Ｔ２以上の中温状態が中時間以上続くと、中温発色カプセル２１が内包する発色剤と中温発色層７内の顕色剤とが反応して発色する。本実施形態において、中時間とは、高温発色層１７の発色条件で規定される短時間より長く、低温発色層１３の発色条件で規定される長時間より短い時間である。
【００２１】
中温発色カプセル２１は、いわゆるマイクロカプセルであり、その壁が１５０〜２８０℃のガラス転移点を持つポリウレアあるいはポリウレタンからなる。中温発色カプセル２１は、ガラス転移点前後で物質浸透（透過）性が大きくなる特性を持つ。これにより、図３（Ａ）に示すように、温度Ｔ２未満（非中温状態）においては、中温発色カプセル２１内に顕色剤は浸透せず、中温発色カプセル２１内の発色剤は発色しない。一方、図３（Ｂ）に示すように、温度Ｔ２以上（中温状態）になると、中温発色層７内の顕色剤が中温発色カプセル２１内に浸透し、当該顕色剤と中温発色カプセル２１内の発色剤とが反応して色素が形成されて発色する。
【００２２】
中温発色カプセル２１等の本実施形態におけるマイクロカプセルの壁は、例えば、熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂等の合成樹脂で形成される。具体的には、中温発色カプセル２１等の壁として、メラミン−ホルムアルデヒドポリマー、尿素−ホルムアルデヒドポリマー等が用いられる。
また、マイクロカプセルの平均粒径は、例えば約３〜４μｍであり、そのガラス転移点は壁の材質によって規定される。マイクロカプセルは、反応する物質を多層構造の状態で隔離しておくだけでなく、マイクロカプセルの壁を隔ててミクロンに分散して共存させることにより、数μの薄い塗布膜の中で、常温では十分に隔離性を保ちながら、加熱時に瞬時に十分な物質浸透性を持たせる機能を持つ。
【００２３】
なお、中温発色カプセル２１は、上記中温状態になると、その壁が溶けて、カプセル内の発色剤がカプセル外に流出して、カプセル外の顕色剤と反応して発色するように構成してもよい。
本実施形態において、発色剤と、それに反応する顕色剤との組み合わせには、例えば、ジアゾ化合物（発色剤）とカプラー（顕色剤）との組み合わせ、あるいは電子供与性無色染料（発色剤）と電子受容性化合物（顕色剤）との組み合わせ等がある。なお、ジアゾ化合物の化学構造とカプラーの化学構造との組み合わせ、あるいは電子供与性無色染料の化学構造と電子受容性化合物の化学構造との組み合わせによって任意の色相を発色できることは公知である。
【００２４】
なお、上記ジアゾ化合物は、例えば、リン酸トリクレジル等である。ジアゾ化合物は、電子供与性染色前駆体（染料前駆体）であり、塩基性雰囲気でカプラーと反応して発色する。カプラーは、例えば、レゾルシルやフロログルシンであり、塩基性雰囲気中でジアゾ化合物とカップリングして色素を形成する。塩基性雰囲気は、水難溶性か水不溶性の塩基性物質や加熱によりアルカリを発生する物質（例えば、有機アンモニウム塩）によって作られる。
また、上記電子供与性無色染料は例えばロイコ染料であり、電子受容性化合物は例えばフェノール系酸性物質である。この組み合わせでは、ロイコ染料が酸性物質である顕色剤に吸着して酸化されて発色する。
【００２５】
また、上記カプラーとしては、例えば、２−ヒドロキシ−３ナフトエ酸アニリド等が用いられる。
また、上記電子受容性化合物としては、例えば、フェノール化合物、有機酸またはその金属塩、オキシ安息香酸エステル等の酸性物質が用いられる。
【００２６】
また、本実施形態では、発色剤をマイクロカプセル内に内包する場合を例示するが、例えば、発色剤と顕色剤とをバインダ内に分散して配置し、加熱によりバインダが溶融して発色剤と顕色剤とが反応するような構成にしてもよい。
【００２７】
低温発色抑制層９は、低温発色抑制カプセル２３を内包する。
低温発色抑制カプセル２３は、図４（Ａ）に示すように、非抑制機能発揮状態（図２に示すＴａ未満）で、低温発色層１３の発色機能を抑制する低温発色抑制剤を内包する。
低温発色抑制カプセル２３は、図４（Ｂ）に示すように、図２に示す温度Ｔａ以上の温度状態が予め決められた長時間以上続くと、カプセル壁が溶融状態となり、低温発色抑制剤を低温発色抑制カプセル２３外に流出させる。本実施形態において、上記長時間は、低温発色層１３の発色条件で規定される長時間と同じか、あるいはそれ以上の時間である。
【００２８】
低温発色抑制カプセル２３が内包する低温発色抑制剤は、例えば、低温発色カプセル２５内は発色剤、低温発色層１３内の顕色剤、塩基性物質および酸性物質のうち、１つ以上の物質の化学構造を変化させて、化学反応を起こさないようにする機能、あるいは化学反応しても色素が生成されないようにする機能を有する。
また、低温発色抑制カプセル２３は、低温発色カプセル２５のカプセルの壁の物質透過性を変化させて浸透性を低下させて発色反応を抑制する機能を有していてもよい。
【００２９】
低温発色層１３において電子供与性無色染料（発色剤：例えばロイコ染料）と電子受容性化合物（顕色剤：例えば酸性物質）との組み合わせで発色する場合には、低温発色抑制カプセル２３として、例えば、リン酸エステル類、テトラヒドロフタル酸、脂肪酸エステル、２価アルコールエステル類、エポキシ系可塑剤あるいはトリメット酸系可塑剤等が用いられる。
【００３０】
タイミング層１１は、低温加熱によって低温発色抑制層９の低温発色抑制カプセル２３内から流出した低温発色抑制剤を層内で拡散し、一定時間経過後に低温発色層１３に達するように調整する。すなわち、タイミング層１１は、低温発色層１３の低温発色抑制機能が発揮されるタイミングを調整する。
本実施形態において、タイミング層１１は、低温発色抑制剤が拡散可能な物質を用いて構成される。
タイミング層１１は、例えば、この層が熱溶媒を含む場合などに、加熱の際に相変化を受ける不活性材料を含む任意の材料によって構成される。タイミング層１１の代表的な材料としては、ポリ（ビニルアルコール）のようなポリマー材料が挙げられる。
【００３１】
低温発色層１３は、低温発色カプセル２５、顕色剤、並びに必要に応じて塩基性物質または酸性物質をバインダ材中に分散させて構成される。低温発色カプセル２５は、発色剤を内包し、その壁のガラス転移点が例えば、９０〜１４０℃の低温である。低温発色層１３は、例えば、図２に示す温度Ｔ１（例えば、１００℃）以上の低温状態となると、低温発色カプセル２５が内包する発色剤と低温発色層１３内の顕色とが反応して発色する。低温発色層１３の発色原理は、低温発色カプセル２５の壁のガラス転移点を除いて、中温発色層７と同じである。
【００３２】
混防止層１５は、低温発色カプセル２５と高温発色カプセル２７とが混ざり合うことを防止する機能を有する。
【００３３】
高温発色層１７は、高温発色カプセル２７、顕色剤、並びに必要に応じて塩基性物質あるいは酸性物質をバインダ材中に分散させて構成される。高温発色カプセル２７は、発色剤を内包し、その壁のガラス転移点が例えば、３００〜３５０℃の高温である。高温発色層１７は、例えば、図２に示す温度Ｔ３（例えば、３３０℃）以上の高温状態が所定の短時間以上続くと、高温発色カプセル２７が内包する発色剤と高温発色層１７内の顕色剤とが反応して発色する。高温発色カプセル２７の壁のガラス転移点を除いて、発色の原理は、中温発色カプセル２１と同じである。本実施形態において、上記短時間は、低温発色層１３および中温発色層７の発色条件で規定される長時間および中時間より短い時間である。
【００３４】
保護層１９は、中温発色層７を保護するための層である。保護層１９は、例えば、耐熱機能を有する。
【００３５】
本実施形態において、中温発色層７、低温発色抑制層９、低温発色層１３および高温発色層１７の各々の厚みは、例えば１〜４μｍである。
また、タイミング層１１の厚みは例えば５〜２５μｍである。
また、各層への発色の割り当ては、例えば、中温発色カプセル２１にイエロー、低温発色層１３にマゼンダ、高温発色層１７にシアンを割り当てる。但し、これは一例であり、割り当てパターンは任意である。
なお、本実施形態では、プリンタ４０において、記録シート１０の各層の発色時に保護層１９側から加熱を行う。
【００３６】
［プリンタ４０］
次に、図１に示す記録シート１０に画像を形成するプリンタを説明する。
図５は、図１に示す記録シート１０に画像を記録（印刷）するプリンタ４０の構成図である。
図５に示すように、プリンタ４０は、例えば、シート収容ケース４１、シート送りローラ４３、サーマルヘッド４５、プラテンローラ４７および制御部５１を有する。
シート収容ケース４１は、複数の記録シート１０を収容する。シート収容ケース４１に収容された記録シート１０は、バネ５３等の付勢手段によってシート送りローラ４３に向けて押されている。
【００３７】
シート送りローラ４３は、シート収容ケース４１の最上段の記録シート１０に接触して位置する。シート送りローラ４３は、制御部５１からの制御信号に基づいてモータ（図示せず）によって回転駆動される。シート送りローラ４３が回転すると、バネ５３の付勢力により記録シート１０とシート送りローラ４３との間に生じた摩擦力によって、シート送りローラ４３の回転に連動してシート収容ケース４１の最上段の記録シート１０がサーマルヘッド４５に向けて搬送される。なお、制御部５１は、上記制御信号に基づいて、モータ（シート送りローラ４３）の回転量を制御することで、記録シート１０の位置や送り量を制御する。
【００３８】
記録シート１０の搬送経路におけるシート送りローラ４３の下流側には、サーマルヘッド４５が設けられている。
サーマルヘッド４５は、複数の発熱素子を主走査方向にライン状に並べた発熱素子アレイを備えている。サーマルヘッド４５は、発熱素子アレイを記録シート１０に接触した状で、形成する画像に応じたパターンで各発熱素子を発熱させる。本実施形態では、各発熱素子は、少なくとも、非発熱状態、低温発熱状態、中温発色状態および高温発熱状態の４状態を有し、これら４状態のうち一つが制御部５１によって選択される。
各発熱素子の発熱温度は、その発熱素子に接続された抵抗に電流を流す時間によって制御される。制御部５１は、加熱時間に応じて、サーマルヘッド４５の各発熱素子に電流を流す時間を規定するストローブ信号のパルス幅を制御する。
【００３９】
また、その他の温度制御方法として、制御部５１は、例えば、発熱温度に応じては発熱素子間に生じる電圧を制御（発熱温度が高くなるに従って上記電圧が大きくなるように制御）してもよい。
また、各発熱素子が制御信号のレベルに応じた電圧によって発熱する場合に、制御部５１は、制御信号のパルス電位、パルス幅およびパルス回数を制御することで、各色の濃度を制御できる。
なお、サーマルヘッド４５は、低温発色状態、中温発色状態および高温発色状態の各々において、画像データの諧調に応じた複数の発熱温度を調整可能にしてもよい。
【００４０】
プラテンローラ４７は、記録シート１０の搬送経路を挟んで反対側には、サーマルヘッド４５が設けられている。プラテンローラ４７は、記録シート１０の搬送に応じて回転し、記録シート１０とサーマルヘッド４５の発熱素子との接触状態を安定にする。
【００４１】
制御部５１は、例えば、マイクロコンピュータ等の電子回路であり、プリンタ４０の動作を統括的に制御する。
【００４２】
以下、図５および図６を参照して、プリンタ４０の動作例を説明する。
図６は、図１に示す記録シート１０に画像を形成するプリンタの動作例を説明ためのフローチャートである。
【００４３】
ステップＳＴ０：
図６に示すプリンタのシート収容ケース４１に、複数枚の記録シート１０を収容する。シート収容ケース４１に収容された記録シート１０は、バネ５３の付勢力によって紙送りローラ４３に向けて押され、最上段の記録シート１０と紙送りローラ４３との間に摩擦力が生じている。
【００４４】
ステップＳＴ１：
制御部５１からの制御に基づいてシート送りローラ４３が回転し、シート収容ケース４１の最上段に収容された記録シート１０がサーマルヘッド４５に向けて搬送される。
【００４５】
ステップＳＴ２：
制御部５１からの制御に基づいてサーマルヘッド４５が、記録シート１０に形成する画像の低温発色成分に応じた画素パターンで各発熱素子を低温且つ長時間で発熱させる。これにより、記録シート１０の低温発色層１３が、画像情報に対応した低温発色成分の画素パターンで、図２に示す温度Ｔ１の低温状態で長時間加熱され、低温加熱された位置の低温発色カプセル２５内の発色剤とその周囲に顕色剤とが反応して発色（低温発色）する。
【００４６】
ステップＳＴ３：
ステップＳＴ２における低温加熱による熱によって低温発色抑制層９が加熱される。このとき、タイミング層１１の影響で、低温発色抑制層９は、温度Ｔ１より小さい温度Ｔａで加熱される。これにより、低温発色抑制層９の発色抑制カプセル２３内から低温発色抑制剤が流出し、これがタイミング層１１内を拡散して一定時間経過後に低温発色層１３に達する。そして、低温発色抑制剤によって低温発色層９の発色機能が自動的に抑制（定着）される。すなわち、低温発色抑制のための加熱処理を個別に行う必要がない。
【００４７】
ステップＳＴ４：
制御部５１からの制御に基づいてサーマルヘッド４５が、記録シート１０に形成する画像の高温発色成分に応じた画素パターンで各発熱素子を高温且つ短時間で発熱させる。これにより、記録シート１０の高温発色層１７が、画像情報に対応した高温発色成分の画素パターンで、図２に示す温度Ｔ３の高温で短時間加熱され、高温加熱された位置の高温発色カプセル２７内の発色剤とその周囲に顕色剤とが反応して発色（高温発色）する。
このとき、低温発色層１３は既に定着されているから発色せず。また、中温発色層７については、高温加熱時間は短時間であり、且つ低温発色層１３、タイミング層１１および低温発色抑制層９が熱バリアとして働くため、中温発色条件を満たさず、発色しない。
【００４８】
ステップＳＴ５：
ステップＳＴ４に続いて、制御部５１からの制御に基づいてサーマルヘッド４５が、記録シート１０に形成する画像の中温発色成分に応じた画素パターンで各発熱素子を中温且つ中時間で発熱させる。これにより、記録シート１０の中温発色層７が、画像情報に対応した中温発色成分の画素パターンで、図２に示す温度Ｔ２の中温で中時間加熱され、中温加熱された位置の中温発色カプセル２１内の発色剤とその周囲に顕色剤とが反応して発色（中温発色）する。
このとき、低温発色層１３の発色機能は既に抑制されているので、低温発色は生じない。
【００４９】
本実施形態において、ステップＳＴ２〜ＳＴ５の発色処理は、記録シート１０上でサーマルヘッド４５が接触した領域に対して順に行われる。当該接触領域についてステップＳＴ２〜ＳＴ５の発色処理および定着処理が終了すると、プラテンローラ４７が回転して次の接触領域についてステップＳＴ２〜ＳＴ５の処理が行われる。
なお、ステップＳＴ４の処理（中温発色処理）とステップＳＴ５の処理（高温発色処理）との順は逆でもよい。
【００５０】
ステップＳＴ６：
制御部５１からの制御に基づいて加圧ローラ４９ａ，４９ｂが回転し、図５に示すように、記録シート１０が図５中右側の搬出口に向けて搬送される。
【００５１】
以上説明したように、記録シート１０によれば、カートリッジ等の交換が不要であるためプリンタ４０のメインテナンスが容易で、カートリッジ等の廃棄物を発生させず、環境対策に適している。
また、記録シート１０によれば、低温発色層１３の発色抑制（定着）を行うので、画像形成後の変色を抑制でき、耐候性を向上できる。このとき、紫外線定着ではないため、記録シート１０の管理が容易である。
【００５２】
また、記録シート１０では、低温発色層１３と低温発色抑制層９との間にタイミング１１を設けることで、低温発色層１３の発色加熱によって低温発色抑制層９の低温発色抑制カプセル２３内から低温発色抑制剤が流出し、この低温発色抑制剤がタイミング層１１を拡散し、時間遅延して低温発色層１１の発色機能を抑制する。すなわち、低温発色層１３を発色させてから、一定時間後に低温発色層１３を自動的に定着できる。これにより、低温色の耐候性を高めることができると共に、定着のための特別な加熱処理や加圧処理が不要になり画像形成を簡単且つ短時間にできる。
すなわち、記録シート１０によれば、３つの発色層のうちの１層の低温層を定着させたため、残りの２層について熱と時間を制御すればよいので、制御が簡単である。
【００５３】
また、記録シート１０では、中温発色層７と高温発色層１７との間に、低温発色抑制層９、タイミング層１１および低温発色層１３を配置するため、これらの層が高温発色時に熱バリアとして機能し、中温発色層７に意図しない発色が生じることを回避できる。
【００５４】
また、本実施形態のプリンタ４０によれば、図５に示すように、低温発色、低温定着、高温発色および中温発色を、サーマルヘッド４５によって１ヘッドで温度と時間を制御して連続して実現できる。
プリンタ４０によれば、低温発色定着のために特別な機構が不要であるため、構成および制御を簡単にできる。
【００５５】
また、記録シート１０では、高温発色層１７を保護層１９側に配置する。そのため、プリンタ４０による加熱時のエネルギを小さくできると共に、加熱時間を短縮できる。
【００５６】
なお、上述した実施形態では、中温発色層７、低温発色抑制層９、低温発色層１３および高温発色層１７が機能を発揮する条件として時間を規定したが、時間を条件とせず、温度のみを条件とするようにしてもよい。
【００５７】
本発明は上述した実施形態には限定されない。
すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。
例えば、上述した実施形態では、記録シートを３色に発色させて記録を行う場合を例示したが、記録シートに４色以上に発色させて記録を行ってもよい。例えば、イエロー、シアンおよびマゼンダの３色に、ブラックを加えて４色で記録シートを発色させてもよいし、ライトシアンおよびライトマゼンダを加えて５色で記録シートを発色させてもよい。
【００５８】
また、上述した実施形態では、本発明の感熱記録媒体として記録シートを例示したが、本発明の感熱記録媒体の形状はシート状以外でもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、感熱記録媒体に記録を行うシステムに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】図１は、本発明の実施形態の記録シートの構成図である。
【図２】図２は、図１に示す低温発色抑制カプセル、低温発色カプセル、中温発色カプセル、高温発色カプセルの特性を説明ための図である。
【図３】図３は、図１に示す記録シート内の高温発色カプセル、中温発色カプセルおよび低温発色カプセルの発色原理を説明ための図である。
【図４】図４は、図１に示す低温発色抑制カプセルの発色抑制原理を説明ための図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態のプリンタの画像形成動作を説明ための図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態のプリンタの画像形成動作を説明ためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００６１】
１０‥記録シート、５‥基材、７‥中温発色層、９‥低温発色抑制層、１１‥タイミング層、１３‥低温発色層、１５‥混防止層、１７‥高温発色層、１９‥保護層、２１‥中温発色カプセル、２３‥低温発色抑制カプセル、２５‥低温発色カプセル、２７‥高温発色カプセル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の発色温度で発色する第１の発色要素を内包した１の発色層と、
前記第１の温度より高い第２の温度で発色する第２の発色要素を内包した第２の発色層と、
前記第２の温度より高い第３の温度で発色する第３の発色要素を内包した第３の発色層と、
前記第１の発色要素の発色機能を抑制する発色抑制剤を含む発色抑制要素を内包し、予め決められた温度条件を満たすと前記発色抑制要素が前記発色抑制剤を流出する発色抑制層と、
前記第１の発色層と前記発色抑制層との間に介在し、前記発色抑制剤が前記第１の発色層に達するタイミングを規定するタイミング層と
を有し、
前記第１の発色層、前記タイミング層および前記発色抑制層を、前記第２の発色層と前記第３の発色層との間に配置した
感熱記録媒体。
【請求項２】
前記タイミング層は、画像形成時に、前記発色抑制要素から出た発色抑制物質が、前記第１の発色要素が発色した後に当該第１の発色要素に到達するように前記タイミングを調整する機能を有する
請求項１に記載の感熱記録媒体。
【請求項３】
前記第２の発色層を基材側に配置し、前記第３の発色層を前記基材と反対側に配置した
請求項１または請求項２に記載の感熱記録媒体。
【請求項４】
前記発色抑止要素は、前記第１の温度より低い第４の温度で前記発色抑制剤を流出する
請求項１〜３のいずれかに記載の感熱記録媒体。
【請求項５】
前記発色要素は、当該発色要素が内包する材料が前記発色要素外に放出し、発色要素外の物質と反応して発色する要素、あるいは
前記発色要素内に、当該発色要素外の材料が、当該発色要素内に流入して、当該発色要素内の物質と反応して発色する要素
である請求項１〜４のいずれかに記載の感熱記録媒体。
【請求項６】
前記発色抑制剤は、
前記発色要素の材料である電子供与性染料前駆体、電子受容性顕色剤、塩基性物質または酸性物質のうち、一つ以上の材料の化学構造を変化させて発色反応を起こさないようにする機能、
前記発色要素の材料である電子供与性染料前駆体、電子受容性顕色剤、塩基性物質または酸性物質のうち、一つ以上の材料の化学構造を変化させて、化学反応しても色素が生成できずに発色しないようにする機能、あるいは
前記発色要素の材料を内包したマイクロカプセルの壁の物質透過性を変化させて浸透性を低下させて発色反応を抑制する機能を有する
請求項１〜５のいずれかに記載の感熱記録媒体。
【請求項１】
第１の発色温度で発色する第１の発色要素を内包した１の発色層と、
前記第１の温度より高い第２の温度で発色する第２の発色要素を内包した第２の発色層と、
前記第２の温度より高い第３の温度で発色する第３の発色要素を内包した第３の発色層と、
前記第１の発色要素の発色機能を抑制する発色抑制剤を含む発色抑制要素を内包し、予め決められた温度条件を満たすと前記発色抑制要素が前記発色抑制剤を流出する発色抑制層と、
前記第１の発色層と前記発色抑制層との間に介在し、前記発色抑制剤が前記第１の発色層に達するタイミングを規定するタイミング層と
を有し、
前記第１の発色層、前記タイミング層および前記発色抑制層を、前記第２の発色層と前記第３の発色層との間に配置した
感熱記録媒体。
【請求項２】
前記タイミング層は、画像形成時に、前記発色抑制要素から出た発色抑制物質が、前記第１の発色要素が発色した後に当該第１の発色要素に到達するように前記タイミングを調整する機能を有する
請求項１に記載の感熱記録媒体。
【請求項３】
前記第２の発色層を基材側に配置し、前記第３の発色層を前記基材と反対側に配置した
請求項１または請求項２に記載の感熱記録媒体。
【請求項４】
前記発色抑止要素は、前記第１の温度より低い第４の温度で前記発色抑制剤を流出する
請求項１〜３のいずれかに記載の感熱記録媒体。
【請求項５】
前記発色要素は、当該発色要素が内包する材料が前記発色要素外に放出し、発色要素外の物質と反応して発色する要素、あるいは
前記発色要素内に、当該発色要素外の材料が、当該発色要素内に流入して、当該発色要素内の物質と反応して発色する要素
である請求項１〜４のいずれかに記載の感熱記録媒体。
【請求項６】
前記発色抑制剤は、
前記発色要素の材料である電子供与性染料前駆体、電子受容性顕色剤、塩基性物質または酸性物質のうち、一つ以上の材料の化学構造を変化させて発色反応を起こさないようにする機能、
前記発色要素の材料である電子供与性染料前駆体、電子受容性顕色剤、塩基性物質または酸性物質のうち、一つ以上の材料の化学構造を変化させて、化学反応しても色素が生成できずに発色しないようにする機能、あるいは
前記発色要素の材料を内包したマイクロカプセルの壁の物質透過性を変化させて浸透性を低下させて発色反応を抑制する機能を有する
請求項１〜５のいずれかに記載の感熱記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−２９６７１５（Ｐ２００７−２９６７１５Ａ）
【公開日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１２５９１７（Ｐ２００６−１２５９１７）
【出願日】平成１８年４月２８日（２００６．４．２８）
【出願人】（５０３１１８３３２）ＩＰトレーディング・ジャパン株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月２８日（２００６．４．２８）
【出願人】（５０３１１８３３２）ＩＰトレーディング・ジャパン株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
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