(57)【要約】      （修正有）【課題】サーモクロミック材料のための拡大色域を提供する画像の形成システム及び形成方法を提供する。【解決手段】サーモクロミック材料１２０における多色画像の形成は、第１、第２、及び第３の熱源１９０−１，１９０−２、１９０−３の動作を制御することを含む。第１の熱源１９０−１は、サーモクロミック材料の画素１２１を加熱して、画素を活性化する。第２及び第３の熱源１９０−２、１９０−３は、第２及び第３の熱源１９０−２、１９０−３のどちらも使用しないか、それらのうちの１つ又は両方を使用して異なる画素のセットを加熱するために、選択的に制御される。【選択図】図１
2020090092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの異なる色を生成し得るサーモクロミック材料を含む基材上への多色画像の形成方法であって、
第１、第２、及び第３の熱源の動作を制御することを含み、前記制御することが、
前記サーモクロミック材料の画素を、前記画素を活性化するのに十分な１つ以上の第１の温度に加熱するために、前記第１の熱源を制御することと、
前記画素を前記１つ以上の第１の温度に加熱した後に、前記画素を含む区域を第１の紫外線照射で照らすことと、
前記区域を前記第１の紫外線照射で照らした後、前記画素を、前記画素を色シフトさせるのに十分な１つ以上の温度に加熱するために、前記第２及び前記第３の熱源の一方又は両方を選択的に制御することであって、前記第２及び第３の熱源の一方又は両方を選択的に制御することが、
前記画素を前記第２及び第３の熱源のどちらでも加熱しないこと、
前記画素を前記第３の熱源で加熱し、前記画素を前記第２の熱源で加熱しないこと、
前記画素を第２の熱源で加熱し、前記画素を前記第３の熱源で加熱しないこと、又は
前記画素を前記第２の熱源及び前記第３の熱源で順次加熱すること、のうちの１つ以上を含む、前記第２及び前記第３の熱源の一方又は両方を選択的に制御することと、
毎回、前記画素が前記第３の熱源によって加熱される前に、画素を含む区域を第２の紫外線照射で照らすことと、を含む、方法。
【請求項２】
前記第２及び第３の熱源の前記動作を制御することが、
前記画素を第２の熱源で加熱することと、
前記画素の所望の色シフトが得られるまで、前記画素を前記第３の熱源で繰り返し加熱することと、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２及び第３の熱源の一方又は両方を選択的に制御することが、
前記画素の第１のセットを前記第２及び第３の熱源のどちらでも加熱しないこと、
前記画素の第２のセットを前記第３の熱源で加熱し、前記画素の前記第２のセットを前記第２の熱源で加熱しないこと、
前記画素の第３のセットを第２の熱源で加熱し、画素の前記第３のセットを前記第３の熱源で加熱しないこと、
前記画素の第４のセットを前記第２の熱源及び前記第３の熱源で順次加熱すること、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記画素を含む前記区域を第１の紫外線照射で照らすことが、前記画素の色を第１の色に変化させることを含み、
前記画素を前記第２及び第３の熱源のどちらでも加熱しないことが、前記画素の前記色を前記第１の色から変化させないことを含み、
前記画素の前記第２のセットを前記第３の熱源で加熱し、前記画素の前記第２のセットを前記第２の熱源で加熱しないことが、前記画素を第２の色に色シフトさせることを含み、
前記画素の第３のセットを第２の熱源で加熱し、画素の前記第３のセットを前記第３の熱源で加熱しないことが、前記画素を第３の色に色シフトさせることを含み、
前記画素の第４のセットを前記第２の熱源及び前記第３の熱源で順次加熱することが、前記画素を第４の色に色シフトさせることを含み、前記第１、第２、第３、及び第４の色が互いに異なる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記画素を前記第２の熱源及び前記第３の熱源で順次加熱することが、前記画素を、標準ＣＩＥ色チャートのｙ軸上の約０．２５超かつ約０．４未満、及びｘ軸上の０．２超かつ約０．５未満の領域内である色に色シフトさせることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記画素を前記第２の熱源及び前記第３の熱源で順次加熱することが、前記画素を、標準ＣＩＥ色チャート上で等式ｙ＞０．４７ｘ＋０．０８で表される線、及び等式ｙ＞０．４７ｘ＋０．２で表される線によって囲まれる領域内である色に色シフトさせることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも２つの異なる色を生成し得るサーモクロミック材料を含む基材上への多色画像の形成方法であって、
前記画像に対応する前記サーモクロミック材料の画素を、色シフトのために前記サーモクロミック材料の前記画素を活性化するのに十分な第１の温度に加熱することと、
前記画素を含む区域を、前記サーモクロミック材料を部分的に重合させるのに十分な第１の紫外線照射で照らすことと、
前記区域を前記第１の紫外線量で照らした後、前記画素を１つ以上の第２の温度に加熱することと、
前記画素の所望の色シフトが得られるまで、１つ以上の追加のサイクルを繰り返し実行することであって、各サイクルが、前記画素を含む前記区域を追加の紫外線照射で照らし、続いて前記画素を１つ以上の追加の温度に加熱することを含む、１つ以上の追加のサイクルを繰り返し実行することと、を含む、方法。
【請求項８】
画素の第１のセットが第１の色シフトを呈するように、前記画素の前記第１のセットに対して前記追加のサイクルを繰り返さずに実行することと、
画素の第２のセットが第２の色シフトを呈するように、前記画素の前記第２のセットに対して前記追加のサイクルを繰り返し実行することと、を更に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記画素を前記第１の温度に加熱することが、第１の熱源を動作させて、前記画素を前記第１の温度に加熱する第１の熱生成エネルギーを発生させることを含み、
前記画素を前記第２の温度に加熱することが、第２の熱源を動作させて、前記画素を前記第２の温度に加熱する第２の熱生成エネルギーを発生させることを含み、
前記画素を前記追加の温度に繰り返し加熱することが、第３の熱源を動作させて、前記画素を前記追加の温度に加熱する追加の熱生成エネルギーを発生させることを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記画素を活性化するのに十分な第１の温度に前記画素を加熱すること、及び前記画素を前記第１の温度に加熱した後に、前記画素の前記区域を前記第１の紫外線量で照らすことが、各画素の色を第１の色に変化させることを含み、
前記区域を前記第１の紫外線量で照らした後、前記画素の第１のセットを前記１つ以上の第２の温度に加熱することが、前記画像を前記１つ以上の第２の温度に対応する１つ以上の第２の色に色シフトさせることを含み、
前記画素の前記所望の色シフトが得られるまで、前記画素の前記区域を前記追加の紫外線量で繰り返し照らし、続いて前記画素を前記１つ以上の追加の温度に加熱することが、前記画素を標準ＣＩＥ色チャート上で前記第１の色と前記１つ以上の第２の色のうちの１つとの間にある１つ以上の追加の色に色シフトさせることを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも２つの異なる色を生成し得るサーモクロミック材料を含む基材上への多色画像の形成システムであって、
第１、第２、及び第３の熱源と、
第１及び第２の紫外線源と、
前記熱源を制御するように構成された制御器と、を備え、前記制御器が、
前記サーモクロミック材料の画素の第１、第２、第３、及び第４のセットを、前記画素の前記サーモクロミック材料を活性化するのに十分な１つ以上の第１の温度に加熱するために、前記第１の熱源の動作を制御し、
前記第１、第２、第３、及び第４の画素のセット内の前記画素を、前記画素を色シフトさせるのに十分な１つ以上の温度に加熱するために、前記第２及び第３の熱源の動作を選択的に制御するように構成されており、前記制御器は、
前記画素の第１及び第２のセットが、前記第２の熱源によって生成された熱生成エネルギーに曝露されず、
画素の前記第３のセット及び第４のセットが、前記第２の熱源によって生成された熱生成エネルギーに曝露され、
前記画素の第１及び第３のセットが、前記第３の熱源によって生成された熱生成エネルギーに曝露されず、
前記画素の第２及び第４のセットが、前記第３の熱源によって生成された熱生成エネルギーに曝露されるように、前記第２及び第３の熱源の前記動作を制御するように構成されており、
前記第１の紫外線源は、前記画素の第１、第２、第３、及び第４のセットが前記第１の熱生成エネルギーに曝露されている時間の後又はその間に、前記画素の第１、第２、第３、及び第４のセットを第１の紫外線照射に曝露させるように構成されており、
前記第２の紫外線源は、前記画素の第２及び第４のセットが第２の熱生成エネルギーに曝露されている時間の後又はその間に、前記画素の第１、第２、第３、及び第４のセットを第２の紫外線照射に曝露させるように構成されている、システム。
【請求項１２】
前記制御器が、前記画素のセットのうちの１つが空のセットであるように、前記第２及び第３の熱源の前記動作を制御するように構成されている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記制御器は、前記画素の第１のセットが第１の色であり、前記画素の第２のセットが第２の色であり、前記画素の第３のセットが第３の色であり、前記画素の第４のセットが第４の色であるように、前記第２及び第３の熱源を選択的に制御するように構成されており、前記第１、第２、第３、及び第４の色が互いに異なる、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
制御器は、前記画素の第３及び第４のセットがそれぞれ、標準ＣＩＥ色チャートのｙ軸上の約０．２５超かつ約０．４未満、及びｘ軸上の０．２超かつ約０．５未満の領域内である第３及び第４の色に色シフトするように、前記第２及び第３の熱源の動作を制御するように構成されている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
制御器は、前記画素の第３及び第４のセットがそれぞれ、標準ＣＩＥ色チャート上で等式ｙ＞０．４７ｘ＋０．０８で表される線、及び等式ｙ＞０．４７ｘ＋０．２で表される線によって囲まれる領域内である第３及び第４の色に色シフトするように、前記第２及び第３の熱源の動作を制御するように構成されている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記基材を処理方向に沿って移動させるように構成された移動機構を更に備える、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第１の紫外線源は、前記画素の第１、第２、第３、及び第４のセットが前記第１の熱生成エネルギーによって加熱された後に、前記第１の紫外線照射を前記画素の第１、第２、第３、及び第４のセットに適用するように構成されており、
前記第２の紫外線源がは、前記画素の第２及び第４のセットが前記第２の熱生成エネルギーに曝露された後に、前記第２の紫外線照射を前記画素の第１、第２、第３、及び第４のセットに適用するように構成されており、前記第１の紫外線照射及び前記第２の紫外線照射は、前記基材が前記処理方向に沿って移動する間にが生じる、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記制御器は、
前記画素の第３のセット及び第４のセットが、前記第１の紫外線照射の後に、前記第２の熱源によって生成された第２の熱生成エネルギーに曝露され、かつ
前記画素の第２及び第４のセットが、前記第２の紫外線照射の後に、前記第３の熱源によって生成された第３の熱生成エネルギーに曝露されるように、前記第２及び第３の熱源の動作を制御するように構成されており、前記第２及び第３の熱生成エネルギーへの前記曝露は、前記基材が前記処理方向に沿って移動する間に生じる、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記制御器が、前記第２及び第３の熱源の動作を制御するように構成されており、前記制御が、
前記画素を加熱するために、前記第２の熱源を制御することと、
前記画素の所望の色シフトが得られるまで前記画素を繰り返し加熱するために、前記第３の熱源の動作を制御することと、を含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記第１、第２、及び第３の熱源のそれぞれが、
前記画素をレーザー照射で加熱するように構成された１つ以上のレーザー、
１つ以上の抵抗加熱素子、及び
１つ以上の加熱ガス流を排出するように構成された１つ以上のガスジェット、のうちの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項２１】
前記第１、第２、及び第３の熱源のうちの少なくとも１つが、二次元画像平面内に熱生成エネルギーの空間的パターンを発生させるように構成された空間的熱エネルギーパターン化装置を含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項２２】
前記空間的熱エネルギーパターン化装置が、液晶オンシリコン（ＬＣＯＳ）などの液晶空間的放射線変調器、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、格子ライトバルブ（ＧＬＶ）、及び音響光学変調器（ＡＯＭ）のうちの少なくとも１つを含む、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
物品であって、
基材と、
前記基材内又は基材上に配置されたサーモクロミック材料の層と、を備え、前記サーモクロミック材料の色が、
Ｙ軸上の約０．２５超かつ約０．４未満、及びｘ軸上の０．２超約０．５未満の標準ＣＩＥ色チャートの領域と、
等式ｙ＞０．４７ｘ＋０．０８で表される線、及び等式ｙ＞０．４７ｘ＋０．２で表される線によって囲まれる標準ＣＩＥ色チャートの領域と、のうちの少なくとも１つの内に収まる、物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
サーモクロミック材料は、温度及び光への曝露に応答して色を変化させる。サーモクロミックインクは、リソグラフィ、フレキソ印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷、フィルムアプリケータを用いる展延などの多数の印刷又はコーティング処理によって、基材上の比較的大きな区域に塗布され得る。サーモクロミック材料でより広い区域をコーティング又は印刷した後、区域は熱及び光に曝露されて、正確に制御された領域において色が変化する。
【０００２】
いくつかの実施形態は、少なくとも２つの異なる色を生成し得るサーモクロミック材料を含む基材上への多色画像の形成方法に関する。本方法は、第１、第２、及び第３の熱源の動作を制御することを含む。第１の熱源が制御されて、サーモクロミック材料の画素を、画素を活性化するのに十分な１つ以上の第１の温度に加熱する。画素をもう１つの第１の温度に加熱した後に、第１の紫外線源が、画素を含む区域を、第１の紫外線照射で照らす。区域を第１の紫外線照射で照らした後、第２及び第３の熱源の一方又は両方が選択的に制御されて、画素を色シフトさせるのに十分な１つ以上の温度に画素を加熱する。第２及び第３の熱源の一方又は両方を選択的に制御することは、１）画素を第２及び第３の熱源のどちらでも加熱しないこと、２）画素を第３の熱源で加熱し、画素を第２の熱源で加熱しないこと、３）画素を第２の熱源で加熱し、画素を第３の熱源で加熱しないこと、又は４）画素を第２の熱源及び第３の熱源で順次加熱することのうちの１つを含む。第２の紫外線源は、毎回、画素が第３の熱源によって加熱される前に、画素を含む区域を、第２の紫外線照射で照らす。
【０００３】
いくつかの実施形態によれば、サーモクロミック材料を含む基材上への多色画像の形成方法は、１）画像に対応するサーモクロミック材料の画素を、色シフトのためにサーモクロミック材料の画素を活性化するのに十分な第１の温度に加熱することと、２）画素を含む区域を、サーモクロミック材料を部分的に重合させるのに十分な第１の紫外線照射で照らすことと、３）区域を第１の紫外線量で照らした後、画素を１つ以上の第２の温度に加熱することと、４）画素の所望の色シフトが得られるまで、１つ以上の追加のサイクルを繰り返し実行することと、を含む。各サイクルは、画素を含む区域を追加の紫外線照射で照らし、続いて画素を１つ以上の追加の温度に加熱することを含む。
【０００４】
いくつかの実施形態は、少なくとも２つの異なる色を生成し得るサーモクロミック材料を含む基材上への多色画像の形成システムを説明する。システムは、第１、第２、及び第３の熱源、並びに第１、及び第２の紫外線源を含む。システムは、熱源を制御するように構成された制御器を含む。制御器は、サーモクロミック材料の画素の第１、第２、第３、及び第４のセットを、画素のサーモクロミック材料を活性化するのに十分な１つ以上の第１の温度に加熱するために、第１の熱源の動作を制御するように構成されている。制御器は、画素の第１、第２、第３、及び第４のセット内の画素を、画素を色シフトさせるのに十分な１つ以上の温度に加熱するために、第２及び第３の熱源の動作を選択的に制御するように構成されている。制御器は、１）画素の第１及び第２のセットが、第２の熱源によって生成された熱生成エネルギーに曝露されず、２）画素の第３のセット及び第４のセットが、第２の熱源によって生成された熱生成エネルギーに曝露され、３）画素の第１及び第３のセットが、第３の熱源によって生成された熱生成エネルギーに曝露されず、４）画素の第２及び第４のセットが、第３の熱源によって生成された熱生成エネルギーに曝露されるように、第２及び第３の熱源の動作を制御する。第１の紫外線源は、画素の第１、第２、第３、及び第４のセットが第１の熱生成エネルギーに曝露された時間の後又はその間に、画素の第１、第２、第３、及び第４のセットを、第１の紫外線照射に曝露するように構成されている。第２の紫外線源は、画素の第２及び第４のセットが第２の熱生成エネルギーに曝露された時間の後又はその間に、画素の第１、第２、第３、及び第４のセットを、第２の紫外線照射に曝露するように構成されている。
【０００５】
いくつかの実施形態は、基材内又は基材上に配置されたサーモクロミック材料の層を含む物品を含む。サーモクロミック材料の色は、１）Ｙ軸上の約０．２５超かつ約０．４未満、及びｘ軸上の０．２超かつ約０．５未満の標準ＣＩＥ色チャートの領域と、２）等式ｙ＞０．４７ｘ＋０．０８で表される線、及び等式ｙ＞０．４７ｘ＋０．２で表される線によって囲まれる標準ＣＩＥ色チャートの領域と、のうちの少なくとも１つに収まる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】いくつかの実施形態による、基材上に配置されたサーモクロミック材料の画素内での画像の形成システムの側面図を示す。
【図２】図１のシステムによって実装され得る、サーモクロミック材料を含む基材上への多色画像の形成方法のフローチャートである。
【図３】本明細書で論じられる手法を使用して得ることができる、新しい色を示す標準ＣＩＥ色チャートである。
【図４】いくつかの実施形態による、繰り返しサイクルを実行することを含む、サーモクロミック材料を含む基材上への多色画像の形成方法のフローチャートである。
【図５】いくつかの実施形態による、様々な処理段階におけるサーモクロミック材料の反射率スペクトルのグラフを含む。
【図６】いくつかの実施形態による、複数回繰り返し処理サイクルが実行された後の、サーモクロミック材料の反射率スペクトルのグラフを提供する。
【図７Ａ】いくつかの実施形態による、システムの動作を示すブロック図である。
【図７Ｂ】いくつかの実施形態による、システムの動作を示すブロック図である。
【図７Ｃ】いくつかの実施形態による、システムの動作を示すブロック図である。
【図７Ｄ】いくつかの実施形態による、システムの動作を示すブロック図である。
【図７Ｅ】いくつかの実施形態による、システムの動作を示すブロック図である。
【図７Ｆ】いくつかの実施形態による、システムの動作を示すブロック図である。
【図７Ｇ】いくつかの実施形態による、システムの動作を示すブロック図である。
【図８Ａ】熱源の斜視図、及び熱源によって生成された熱生成エネルギーの二次元画像平面を示す。
【図８Ｂ】熱源の加熱素子の二次元配列の図を示す。
【図８Ｃ】熱源と画素との間に配置された介在要素も含む熱源の斜視図を示す。
【図８Ｄ】熱源、及び熱源と画素との間に配置された単一の介在要素の斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本明細書で論じられる画像形成は、熱及び光に曝露されたときに色を変化させ、高速かつ大きな作業距離でデジタル色画像形成を可能にするサーモクロミック材料の使用を含む。現在の標準的なサーモクロミック材料の熱処理工程は、図３の標準ＣＩＥ色チャートに示される、青色３２０及び赤色３３０を接続する線３１０上に位置する青色及び赤色及び色に実質的に限定される色を生成する。サーモクロミック材料の標準的な処理によって達成される色域は、限定された色範囲を有する。
【０００８】
本明細書に記載されるいくつかの手法によれば、サーモクロミック材料の処理温度及び紫外線照射の履歴が利用されて、サーモクロミック材料の最終色を制御し得る。本明細書の実施形態は、サーモクロミック材料のための拡大色域を提供する画像の形成システム及び形成方法を含む。
【０００９】
いくつかの態様によれば、第１の活性化加熱工程後の第２及び第３の加熱工程は、異なる最終色を達成するために選択的に実行され得る。
【００１０】
いくつかの態様によれば、サーモクロミック材料は、サーモクロミック材料の初期活性化及び色シフトの後の紫外線照射工程、続いて加熱工程を含む１つ以上の追加のサイクルに曝露される。追加のサイクルは、所望の色が達成されるまで、繰り返し実行され得る。
【００１１】
基材１１０上に配置されたサーモクロミック材料を含む層１２０内での多色画像の形成システム１００が、図１のブロック図に示される。層１２０は、図１の側面図において、ｘ軸に沿って延在していることが示される。しかし、層１２０は、ｙ軸に沿っても延在することが理解されるであろう。サーモクロミック層１２０は、実質的に連続的であっても不連続であってもよく、サーモクロミック材料のセグメントにパターン化されてもよい。
【００１２】
層１２０は、任意の好適な印刷処理、例えば、インクジェット印刷、スクリーン印刷、フレキソ印刷などによって堆積され得る。サーモクロミック材料は、例えば、赤色及び青色などの少なくとも２つの色を生成し得るジアセチレン及び／又は別のサーモクロミック材料であり得るか、又はこれらを含み得る。いくつかの実施形態では、熱吸収及び／又は熱保持を制御及び／又は促進する他の添加剤もまた、層１２０内に含まれ得る。例えば、サーモクロミック材料が放射線、赤外線（ｉｎｆｒａｒｅｄ、ＩＲ）、及び／又は近赤外線（ｎｅａｒ  ｉｎｆｒａｒｅｄ、ＮＩＲ）吸収剤によって加熱される実施形態では、サーモクロミック材料の放射線への応答を調整するために、層内に含まれ得る。
【００１３】
加熱及び紫外線照射による処理の前では、サーモクロミック材料１２０は無色であり得る。処理の前に、サーモクロミック材料１２０は、基材１１０がサーモクロミック材料１２０を通して可視であるように、実質的に透明であり得る。サーモクロミック材料１２０の個別に選択された画素１２１を処理する間、形成される画像によって異なる色を得る。画像形成のために選択されない画素は、色変化のために活性化されず、基材１１０が非選択画素のサーモクロミック材料１２０を通して可視であるように、実質的に透明のままであり得る。
【００１４】
図１に示される特定の実施形態では、システム１００は、少なくとも第１、第２、及び第３の画像化熱源１３０−１、１３０−２、１３０−３、第１、及び第２の紫外線照射源１４０−１、１４０−２、及び制御器１５０を含む。制御器１５０は、画像化熱源１３０−１、１３０−２、１３０−３によって発生された熱生成エネルギー１９０−１、１９０−２、１９０−３の強度及び空間的パターンを制御し得、紫外線照射源１４０−１、１４０−２によって発生された放射線量１８０−１、１８０−２の強度を制御し得る。いくつかの実施形態では、熱源１３０−１、１３０−２、１３０−３のうちの１つ以上、及び／又は紫外線源のうちの１つ以上は、複数の加熱素子又は複数の紫外線素子を含んでもよい。熱生成エネルギー及び／又は紫外線量の強度を制御することは、加熱素子又は紫外線素子のサブセットをオン又はオフにすることを含み得る。
【００１５】
サーモクロミック材料１２０の画素は、画像化熱源１３０−１、１３０−２、１３０−３によって個別にアドレス可能である。制御器１５０は、画像画素をサーモクロミック材料１２０の画素１２１にマッピングし、画像化熱源１３０−１、１３０−２、１３０−３の動作を制御して、画像画素に対応する個別に選択された画素を加熱する。
【００１６】
システム１００は、サーモクロミック材料１２０が処理中にステーションからステーションへ移動するように、基材１１０を移動させるように構成された移動機構構成要素１６５を含む。例えば、図１は、１つ以上の画素１２１が、熱源１３０−１によって発生された熱生成エネルギー１９０−１によって加熱される間、時間ｔ１でのシステム１００の状態を示す。制御器１５０の制御下で、移動機構構成要素１６５は、画素１２１が、順次、第１の画像化熱源１３０−１、第１の紫外線源１４０−１、第２の画像化熱源１３０−２、第２の紫外線源１４０−２、及び第３の画像化熱源１３０−３のそれぞれによって処理される位置に来るように、矢印１７５によって示される処理方向に沿って基材１１０を移動させる。
【００１７】
いくつかの実施形態では、移動機構は、第１、第２、及び第３の熱源１３０−１、１３０−２、１３０−３、及び／又は紫外線源１４０−１、１４０−１の一部又は全ての並進移動及び／又は回転移動を提供する追加の構成要素を含む。いくつかの実施形態では、移動機構は、変化する第１、第２、及び第３の熱源１３０−１、１３０−２、１３０−３によって発生された熱生成エネルギーの方向、及び／又は紫外線源１４０−１、１４０−１によって発生された放射線の方向を変化させるための追加の構成要素を含む。例えば、移動機構の追加の構成要素は、熱源１３０−１、１３０−２、１３０−３によって発生された熱生成エネルギー、及び／又は紫外線源１４０−１、１４０−２によって発生された紫外線の方向を、熱源１３０−１、１３０−２、１３０−３、及び紫外線源１４０−１、１４０−２自体の並進移動及び／又は回転移動なしで、熱生成エネルギー及び／又は紫外線を偏向又は反射させることによって、変化させ得る。
【００１８】
図２は、図１のシステム１００によって実行され得るサーモクロミック材料を含む基材上への多色画像の形成方法のフローチャートである。いくつかの実施形態による画像形成の処理は、図１及び図２の両方を参照して以下に記載される。
【００１９】
図１に示されるように、時間ｔ１で、制御器１５０は、第１の画像化熱源１３０−１を動作させて（２１０）、サーモクロミック材料１２０の１つ以上の個別に選択された画素１２１を、色シフトのために画素１２１を活性化するのに十分な１つ以上の第１の温度に加熱する熱生成エネルギー１９０−１を発生させる。いくつかの実施形態では、加熱によりサーモクロミック材料１２０内に液晶が形成されると、画素１２１の活性化が生じる。
【００２０】
複数色の画像を生成するために、画素１２１は、複数の異なる第１の温度に加熱され得、各第１の温度は異なる活性化度に対応する。異なる活性化度は、形成される最終色における異なる暗さレベルをもたらす。例えば、閾値活性化温度未満に加熱されない又は加熱される画素は、色処理順序全体の後に変化しないままである。第１の加熱工程において閾値活性化温度をわずかに超える温度に加熱される画素は、完全な色処理順序の後により明るい彩度を達成する。第１の加熱工程において完全活性化温度を超える温度に加熱される画素は、完全な色処理順序の後により暗い色彩度を得る。いくつかの実施形態では、閾値活性化温度は約８０℃であり、完全活性化温度は約１１０℃である。閾値活性化温度及び完全活性化温度のこれらの値は、サーモクロミック材料において使用される構成分子及びコーティング厚さに応じて調整され得る。
【００２１】
制御器１５０は、画素１２１が第１の紫外線源１４０−１によって処理される位置になるまで、矢印１７５の方向に沿って、その上に配置されたサーモクロミック層１２０を有する基材１１０を移動させるように移動機構構成要素１６５を制御する。第１の紫外線源１４０−１は、１２１画素を含む区域を、サーモクロミック材料１２０中に液晶を部分的に重合させるのに十分な第１の紫外線量１８０−１で照らす（２２０）。活性化された画素１２１を、第１の紫外線量１８０−１に曝露することにより、画素１２１の色が変化する。例えば、いくつかの実施形態では、活性化された画素を、第１の紫外線量１８０−１に曝露することにより、画素１２１の色が青色に変化する。
【００２２】
制御器１５０は、画素１２１を、第２の熱源１３０−２及び／又は第３の熱源１３０−３によって加熱され、かつ第２の紫外線源によって紫外線に曝露される位置２４０へ移動させるように、移動機構構成要素１６５を制御する。所望の色に応じて、制御器は、第２及び第３の熱源のいずれによっても加熱されない画素がないか、一部又は全ての画素が加熱されない、第３の熱源によって加熱される画素がないか、一部又は全ての画素が加熱され、第２の熱源によって加熱されない画素がないか、一部又は全ての画素が加熱さない、第２の熱源によって加熱される画素がないか、一部又は全ての画素が加熱され、第３の熱源によって加熱されない画素がないか、一部又は全ての画素が加熱さない、第２及び第３の熱源の両方によって加熱される画素がないか、一部又は全ての画素が加熱されるように第２及び第３の熱源を制御し得る。第２の熱源によって加熱した後、第２の紫外線源１４０−２は、画素１２１を、第２の紫外線量１８０−２で照らす（２５０）。いくつかの実施形態では、第３の熱源による加熱は、画素が第２の紫外線源１４０−２によって紫外線で照らされているのと同時に生じ得る。
【００２３】
いくつかの実施形態では、画素１２１は、全ての熱源１３０−１、１３０−２、及び１３０−３、並びに紫外線源１４０−１、及び１４０−２を通って連続的に移動し、加熱及び紫外線照射は、画素１２１が供給源を横切って移動するときに生じる。いくつかの実施形態では、紫外線源１４０−１及び１４０−２は、常にオンのままであり、各紫外線源からの紫外線照射量は、画素が紫外線源を通過する際の各供給源の紫外線強度と基材速度の組み合わせによって決定される。
【００２４】
選択された画素１２１を、第２及び／又は第３の熱源１３０−２、１３０−３によって加熱することにより、画素１２１のサーモクロミック材料の外観において色シフトが生じる。第２及び／又は第３の熱源１３０−２、１３０−３のそれぞれは、画像内の画素のセットの所望の色によって、選択された画素１２１の異なる画素のセットを、異なる温度に加熱し得る。例えば、制御器１５０は、第２の熱源１３０−２を動作させて、画像形成のために選択された画素１２１のどれも加熱しないか、一部、又は全てを加熱する第２の熱生成エネルギー１９０−２を発生させ得る。第２の熱生成エネルギー１９０−２によって加熱される画素は、画素の所望の色シフトに応じて、１つ以上の温度に加熱され得る。制御器１５０は、第３の熱源１３０−３を動作させて、選択された画素１２１のどれも加熱しないか、一部、又は全てを加熱する第３の熱生成エネルギー１９０−３を発生させ得る。第３の熱生成エネルギー１９０−３によって加熱される画素は、画素の所望の色シフトに応じて、１つ以上の第３の温度に加熱され得る。画素をより高温に加熱することにより、より低温に加熱することによって生じる色シフトと比較した場合、画素のサーモクロミック材料は異なる色へのシフトが生じる。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
表１の例によって示されるように、個別に選択された画素１２１の異なるセットは、第２及び／又は第３の熱源によって加熱され得る。いくつかの実施形態では、画素のセットのうちの少なくとも１つは、画素を含まなくてもよい（空のセット）。
【００２７】
表１を参照すると、セット１〜４における画像形成のために選択された全ての画素は、表１の列３によって示されるように、活性化のために第１の熱源１３０−１によって加熱される。セット１〜４における異なる画素は、それらの所望の彩度のレベルに応じて、熱源１３０−１とは異なる強度となる場合がある。
【００２８】
表１に示されるように、セット１〜４における全ての画素は、紫外線源１４０−１によって第１の紫外線量１８０−１に曝露される。活性化加熱、続いて第１の紫外線量１８０−１への曝露により、画素の第１のセットの色は青色に変化する（図３に示されるＣＩＥ色チャートの区域３２０）。
【００２９】
熱源１３０−２は、セット１の画素が熱生成エネルギー１９０−２による加熱に曝露されないように制御される。セット２の画素は曝露されない。セット３の画素は曝露される。セット４の画素は曝露される。処理のこの段階では、加熱に曝露されないセット１及び２の画素は、青色のままであり（図３に示されるＣＩＥ色チャートの区域３２０）、一方、加熱に曝露されるセット３及び４の画素は、赤色に変化する（例えば、図３に示されるＣＩＥ色チャートの区域３２５及び３３０）。
【００３０】
全ての画素は、紫外線源１４０−２からの紫外線量１８０−２に曝露される。この段階では、セット１及び２の画素は、青色（変化なし）のままであり、一方、セット３及び４の画素は、赤色から紫色、例えば、図３に示されるＣＩＥ色チャートの区域３４５内に収まる紫色にシフトする。
【００３１】
熱源１３０−３は、セット１の画素が青色のままであるように、セット１の画素が熱生成エネルギー１９０−３に曝露されないように制御される。セット２の画素は、それらを青色から赤色に変化させる熱生成エネルギー１９０−３に曝露される。セット３の画素は、セット３の画素が紫色のままであるように、熱生成エネルギー１９０−３に曝露されない。セット４の画素は、熱生成エネルギー１９０−３には曝露されて、それらの色を紫色から赤色（例えば、図３に示されるＣＩＥ色チャートの区域３４５内に収まる色）に変化させる。
【００３２】
最終結果は、青色（セット１）、赤色（セット２）、紫色（セット３）、及び茶色（セット４）画素を含む複合画像である。画像内の各領域の色外観は、青色、赤色、及び紫色の相対的配置及びフィルファクタによって決定される。
【００３３】
一実施形態では、新しい色は、図３に示される標準ＣＩＥ色チャートのｙ軸上の約０．２５超かつ約０．４未満、及び標準ＣＩＥ色チャートのｘ軸上の０．２超かつ約０．５未満の領域３５３に収まる。例えば、新しい色は、等式ｙ＝０．４７ｘ＋０．０８で表される線３６１、及び等式ｙ＝０．４７ｘ＋０．２で表される線３６２によって囲まれた領域３５４として、図３に示される標準ＣＩＥ色チャートによって特徴付けられ得る。これらの新しい色は、以前に達成された原色と組み合わされて、図３の境界領域３５３によって表される色外観に到達し得る。
【００３４】
いくつかの実施形態では、第１の活性化加熱工程、第１の紫外線照射、及び第２の加熱工程の後、追加の紫外線照射、続いての追加の加熱工程を含む１回以上のサイクルが、所望の色が達成されるまで実行され得る。図４は、追加の紫外線照射及び加熱工程を含むサイクルの複数回の繰り返しを伴う、基材上のサーモクロミック材料中における多色画像の形成方法のフローチャートである。
【００３５】
図４の方法によれば、画像の画素に対応するサーモクロミック材料の１つ以上の個別に選択された画素は、先に論じられたように、色シフトのためにサーモクロミック材料の画素を活性化するのに十分な１つ以上の第１の温度に加熱される（４１０）。画素を含む区域は、サーモクロミック材料中に液晶を部分的に重合させるのに十分な第１の紫外線照射で照らされる（４２０）。画素は、画素のサーモクロミック材料を最初に色シフトさせる１つ以上の第２の温度に加熱される（４３０）。この処理は、１回以上のサイクルを繰り返し実行すること（４４０）を含み、各サイクルは、個別に選択された画素を含む区域を追加の紫外線照射で照らし、続いて画素の所望の色シフトが達成されるまで、画素を１つ以上の追加の温度に加熱することを含む。
【００３６】
第１の紫外線照射は、画素の色を第１の色、例えば青色に変化させる。その後、サーモクロミック材料を第２の温度色に加熱することにより、サーモクロミック材料は、第２の色、例えば、赤色に色シフトする。紫外線及び加熱の追加サイクルにより、サーモクロミック材料の色は、図３に示される標準ＣＩＥ色チャート上の第１と第２の色との間にある追加の色にシフトする。紫外線照射及び加熱の追加サイクルによって得られる追加の色としては、繰り返しサイクルを含まない標準処理を使用しては達成できない新しい色が含まれる。新しい色は、図３に示される標準ＣＩＥ色チャートのｙ軸上の約０．２５超かつ約０．４未満、及び標準ＣＩＥ色チャートのｘ軸上の０．２超かつ約０．５未満の領域３５３に収まり得る。例えば、新しい色は、等式ｙ＝０．４７ｘ＋０．０８で表される線３６１、及び等式ｙ＝０．４７ｘ＋０．２で表される線３６２によって囲まれた領域３５４として、図３に示される標準ＣＩＥ色チャートによって特徴付けられ得る。
【００３７】
図５のグラフは、特定の実装によるサーモクロミック材料の試料の色シフトを示す。図５は、未処理のサーモクロミック材料の反射率スペクトル（グラフ５００）、活性化加熱工程の後のサーモクロミック材料の反射率スペクトル（グラフ５０１）、第１の紫外線照射の後のサーモクロミック材料の反射スペクトル（グラフ５０２）、サーモクロミック材料がサーモクロミック材料の色を最初にシフトさせる第２の温度に加熱された後のサーモクロミック材料の反射スペクトル（グラフ５０３）、及び第１サイクルが追加の紫外線照射を含む後のサーモクロミック材料の反射スペクトル（グラフ５０４）を示す。
【００３８】
グラフ５０２に示されるように、サーモクロミック材料の第１の紫外線量への曝露により、サーモクロミック材料の色は、スペクトルの青色端部に向かって変化する。第１の紫外線照射の後にサーモクロミック材料を第２の温度に加熱することにより、グラフ５０３に示されるように、サーモクロミック材料の色は、スペクトルの赤色端部に向かってシフトする。グラフ５０４に示されるように、追加の紫外線照射により、サーモクロミック材料の色は、第１の紫外線照射の後に存在するスペクトル（グラフ５０２）に向かって戻るが、６０５ｎｍでは、押し下げられた青色成分及びピークを有する。
【００３９】
追加の紫外線照射で、色の範囲が達成され得る。複数の紫外線照射及び加熱工程により、図６のグラフによって示されるように、上記で論じされた例において、サーモクロミック材料の色は、紫色からベルベット、赤褐色まで変化した。図６は、紫外線照射及び加熱工程を含む１回の追加のサイクルの後（グラフ６０１）、２回の追加のサイクルの後（グラフ６０２）、３回の追加のサイクルの後（グラフ６０３）、４回の追加のサイクルの後（グラフ６０４）、５回の追加のサイクルの後（グラフ６０５）のサーモクロミック材料の反射スペクトルを示す。紫外線照射及び加熱工程を含む各追加のサイクルで、サーモクロミック材料の反射スペクトルは、第２の加熱工程の後のサーモクロミック材料のスペクトルから、第１の紫外線照射の後のサーモクロミック材料のスペクトルに向かってますますシフトする。
【００４０】
図７Ａは、いくつかの実施形態による、基材７１０内又は基材７１０上に配置されたサーモクロミック材料７２０の層内での多色画像の形成システム７００を示す側面ブロック図である。
【００４１】
システム７００は、第１の画像化熱源７３０−１、第１の紫外線源７４０−１、第２の画像化熱源７３０−２、第２の紫外線源７４０−２、第３の画像化熱源７３０−３を含む。制御器７５０は、画像化熱源７３０−１、７３０−２、７３０−３のうちの１つ以上、紫外線源７４０−１、７４０−２のうちの１つ以上の動作を制御し、かつ／又は基材７１０を移動させる移動機構構成要素７６５を制御ために、連結されていてもよい。サーモクロミック層７２０の画素７２１、７２２、７２３は、熱源７３０によって個別にアドレス可能である。第１、第２、及び／又は第３の熱源７３０−１、７３０−２、７３０−３は、１インチ当たり３００画素（ｐｉｘｅｌｓ  ｐｅｒ  ｉｎｃｈ、ｐｐｉ）、又は６００ｐｐｉ、又は更には１２００ｐｐｉが個別にアドレス可能であるような解像度を有し得る。選択された設計解像度は、コストと用途のニーズとの間のトレードオフによって決定される。
【００４２】
各熱源７３０−１、７３０−２、７３０−３は、サーモクロミック材料の個別に選択された画素７２１、７２２を加熱する熱生成エネルギー７９０−１、７９０−２、７９０−３を発生させ得る。例えば、熱源７３０−１、７３０−２、７３０−３は、個別に選択された画素７２１、７２２を加熱する一方で、サーモクロミック材料の他の画素７２３を加熱しないように構成され得る。各画像化熱源７３０−１、７３０−２、７３０−３は、空間的にパターン化された熱生成エネルギー７９０−１、７９０−２、７９０−３の画像平面７９８−１、７９８−２、７９８−３を生成するように構成され得、熱生成エネルギー７９０−１、７９０−２、７９０−３の強度は、画像平面全域にわたって空間的に変化する。各熱源７３０−１、７３０−２、７３０−３は、熱源７３０−１、７３０−２、７３０−３の画像平面７９８−１、７９８−２、７９８−３内の異なる個別に選択された画素７２１、７２２を、熱生成エネルギー７９０−１、７９０−２、７９０−３の空間的強度パターンによる異なる温度に同時に加熱して、個別に選択された画素１２１、１２２の異なる色活性化レベル及び／又は異なる色シフトを達成し得る。紫外線源７４０−１、７４０−２は、画素７２１、７２２を含む区域７２５−１、７２５−２を紫外線で照らすように構成されている。
【００４３】
いくつかの実施形態では、熱源のうちの１つ以上は、処理方向（図７Ａのｘ軸）における１画素幅、及びクロス処理方向（図７Ａのｙ軸）における複数の画素長である、空間的に変化する熱生成エネルギーを生成し得る。いくつかの実施形態では、図７Ａ〜７Ｇに示されるように、熱源のうちの１つ以上は、処理方向（図７Ａのｘ軸）における複数の画素幅、及びクロス処理方向（図７Ａのｙ軸）における複数の画素長である、空間的に変化する熱生成エネルギーを生成し得る。
【００４４】
図７Ａ〜７Ｇは、いくつかの実施形態による、基板７１０上に配置されたサーモクロミック材料７２０の画素７２１、７２２、７２３内での画像の形成システム７００の動作を示す。システム７００のシステム構成要素７３０−１、７３０−２、７３０−３、７４０−２、７４０−２、７５０、及び７６５、基材７１０、及びサーモクロミック層７２０は全て、図７Ａ〜７Ｇの側面図で示される。
【００４５】
図７Ａ〜７Ｇに示されるように、サーモクロミック材料を含む層７２０は、画像が形成される基材７１０の領域に適用される。層７２０は、図７Ａ〜７Ｇの側面図において、ｘ軸に沿って延在していることが示される、しかし、層７２０はまた、ｙ軸に沿っても延在することが理解されるであろう。サーモクロミック層７２０は、実質的に連続的であっても不連続であってもよく、サーモクロミック材料のセグメントにパターン化されてもよい。
【００４６】
先に論じられたように、層７２０は、任意の好適な印刷処理、例えば、インクジェット印刷、スクリーン印刷、フレキソ印刷などによって、基材７１０上に堆積され得る。サーモクロミック材料は、例えば、赤色及び青色のような少なくとも２つの色を生成することができるジアセチレン及び／又は別のサーモクロミック材料であり得るか、又はこれらを含み得る。いくつかの実施形態では、熱吸収及び／又は熱保持を制御及び／又は促進する他の添加剤もまた、層７２０内に含まれ得る。例えば、サーモクロミック材料が放射線、赤外線（ＩＲ）、及び／又は近赤外線（ＮＩＲ）吸収剤によって加熱される実施形態では、サーモクロミック材料の放射線への応答を調整するために、層内に含まれ得る。
【００４７】
加熱及び紫外線照射による処理の前に、層７２０内のサーモクロミック材料は無色であり得る。例えば、処理の前に、層２２０は、基材７１０が、層７２０のサーモクロミック材料を通して可視であるように、実質的に透明であり得る。処理の後に、非活性化画素７２３内のサーモクロミック材料は、基材７１０が、画素７２３を通して可視であるように、実質的に透明のままであり得る。
【００４８】
サーモクロミック層７２０の各画素７２１、７２２、７２３は、画像化熱源７３０−１、７３０−２、７３０−３によって個別にアドレス可能である。制御器７５０は、画像の画素を、サーモクロミック材料の画素７２１、７２２、７２３にマッピングし、形成される画像による色シフトのために特定の画素７２１、７２２を個別に選択する。
【００４９】
図７Ａを参照すると、第１の加熱工程中に、制御器７５０は、第１の熱源７３０−１を制御して、個別に選択された各画素７２１、７２２を、１つ以上の第１の温度に加熱する第１の熱生成エネルギー７９０−１を発生させる。いくつかのシナリオでは、個別に選択された各画素７２１、７２２は、個別に選択された画素７２１、７２２を活性化するのに十分な同じ第１の温度に加熱され得る。或いは、個別に選択された画素７２１、７２２の第１のセットは、より高い第１の温度に加熱され、個別に選択された画素７２１、７２２の第２のセットは、より低い第１の温度などに加熱され、最終的な画素色のより明るい彩度又はより暗い彩度に対応する異なる活性化レベルを達成し得る。画素７２３は、活性化のためには選択されず、第１の熱源７３０−１によって加熱される個別に選択された画素７２１、７２２の群に含まれない。
【００５０】
図７Ｂに示されるように、個別に選択された画素７２１、７２２が活性化された後、基材７１０は、矢印７７５の処理方向に沿って移動機構構成要素７６５によって移動されて、サーモクロミック層７２０の画素７２１、７２２を、第１の紫外線源７４０−１によって照らされる位置に移動する。第１の紫外線源７４０−１は、個別に選択された画素７２１、７２２を含む区域７２５−１を照らす第１の紫外線照射７８０−１を発生させる。第１の照射７８０−１により、個別に選択された画素７２１、７２２は、色変化を受ける。色が変化した画素は、図７Ｂにおいて「Ａ」としてマークされる。
【００５１】
図７Ｃを参照すると、区域７２５−１が第１の紫外線照射７８０−１で照らされた後、移動機構構成要素７６５は、矢印７７５の方向に沿って基材７１０を移動させて、サーモクロミック層７２０の個別に選択された画素を、第２の熱源７３０−２によって加熱される位置に移動させる。制御器７５０は、第２熱源７３０−２を制御して、個別に選択された各画素７２１、７２２を、１つ以上の第２の温度に加熱する第２の熱生成エネルギー７９０−２を発生させる。第２の温度色への加熱により、画素７２１、７２２は、１つ以上の色に色シフトする。色シフトされた画素は、図７Ｃにおいて「Ｂ」としてマークされる。二次元画像平面７９８−２内の熱生成エネルギー７９０−２の強度変動に応じて、異なる個別に選択された画素が異なる色シフトのレベルを受ける場合があり、そのため、図７Ｃに示される第２の加熱工程中に異なる色を得る場合があることが理解されるであろう。
【００５２】
個別に選択された画素７２１、７２２が、第２の熱源７３０−２によって加熱された後、移動機構構成要素７６５は、矢印７７５の方向に沿って基材７１０を移動させる。基材７１０の移動により、サーモクロミック層７２０は、１回又は複数回の繰り返しサイクルを実行するための、個別の画素が第２の紫外線源７４０−２によって紫外線で照らされ、続いて第３の熱源７３０−３による加熱工程に曝露される位置に移動する。
【００５３】
図７Ｄ及び７Ｅは、第２の紫外線源７４０−２による紫外線照射工程（図７Ｄ）、続いて第３の熱源７３０−３による加熱工程（図７Ｅ）を含む第１の追加サイクルを示す。図７Ｄに示される第１の追加のサイクルの紫外線照射工程中に、画素７２１、７２２は、紫外線で照らされて曝露される。図７Ｅに示される第１の追加のサイクルの加熱工程中に、個別に選択された画素７２１、７２２は、１つ以上の所望の色シフトに対応する１つ以上の追加の温度に加熱される。第１の追加のサイクル中に色シフトされる画素は、図７Ｄにおいて「Ｃ」、図７Ｅにおいて「Ｄ」としてマークされる。
【００５４】
システム７００は、画素の所望の色シフトが得られるまで、複数の追加のサイクルを実行し得る。いくつかのシナリオでは、個別に選択された画素の異なる群は、異なるサイクル中に加熱される。図７Ｆ及び７Ｇは、第２の紫外線源７４０−２による紫外線照射工程（図７Ｆ）、続いて第３の熱源７３０−３による加熱工程（図７Ｇ）を含む第２の追加サイクルを示す。第２の追加のサイクルの紫外線照射工程の間、画素７２１、７２２は、紫外線７８０−２で照らされて曝露される。第２の追加のサイクルの加熱工程中に、個別に選択された画素７２１は、１つ以上の所望の色シフトに対応する１つ以上の温度に加熱される。第２の追加のサイクル中に、画素７２２は、紫外線７８０−２によって照らされるが、加熱されない。したがって、画素７２１及び７２２の前処理を同一と仮定すると、画素７２２は、第２の追加のサイクルの後の画素７２１と比較する場合、異なる色を得るであろう。第２の追加のサイクル中に色シフトされる画素は、図７Ｆにおいて「Ｅ」、図７Ｇにおいて「Ｆ」としてマークされる。
【００５５】
いくつかの実施形態によれば、最終的な追加のサイクルの後、個別に選択された画素は、画素の色を安定化させる役割を果たす熱及び紫外線に同時にさらされ得る。
【００５６】
各熱源は、隣接画素を実質的に加熱することなく、個別にアドレス可能な各画素を加熱することが可能であり得る。単一画素に印加される熱生成エネルギーの理想的な空間的強度プロファイルは、トップハットプロファイルであるが、実際には、信号画素の空間的強度プロファイルは、よりガウスである。
【００５７】
いくつかの実施形態では、熱源は、第１、第２、及び／又は追加の加熱工程中に、サーモクロミック層の個別に選択された各画素に順次印加される加熱エネルギーを生成するように構成され得る。熱源のうちの１つ以上は、単一の加熱素子を含んでもよく、単一の加熱素子からの熱生成エネルギーは、サーモクロミック層全域にわたって走査されて、個別に選択された画素を画素ごとに順次加熱する。例えば、単一の加熱素子は、抵抗加熱素子、高温ガスの流れを排出するように構成されたジェット、又はレーザー放射を放出するように構成されたレーザー源を含んでもよい。
【００５８】
いくつかの実施形態では、熱源は、第１、第２、又は追加、及び／又は加熱工程中に、複数の個別に選択された画素を同時に加熱するように構成され得る。例えば、複数の画素の同時加熱は、熱生成エネルギーが、二次元画像平面内で空間的にパターン化される場合に達成され得る。
【００５９】
サーモクロミック層の複数の個別に選択された画素は、第１の加熱工程中に、１つ以上の第１の温度に、第２の加熱工程中に、１つ以上の第２の温度に、追加のサイクルの加熱工程中に、１つ以上の追加の温度に、同時に加熱され得る。第１、第２、及び追加の温度のうちの２つ以上は、重なり合う範囲を有してもよい。第１、第２、及び追加の温度のうちの２つ以上は、重なり合わない範囲を有してもよい。
【００６０】
いくつかの実装では、熱源は、二次元画像平面内の熱生成エネルギーの空間的パターンを発生させる二次元加熱素子配列内に配置される複数の加熱素子を含んでもよい。例えば、複数の加熱素子は、抵抗加熱素子の二次元配列、高温ガスの流れを排出するように構成されたジェットの二次元配列、又はレーザーの二次元配列を含んでもよい。任意の時点で、配列の各加熱素子は、サーモクロミック材料の個別の画素を、生成される画像によって異なる第１及び／又は第２の温度に同時に加熱するように、異なる量の熱生成エネルギーを生成し得る。
【００６１】
いくつかの実装では、熱源は、空間的熱生成エネルギーパターン発生器と組み合わせた単一の加熱素子を含んでもよい。空間的熱生成エネルギーパターン発生器と組み合わせた単一の加熱素子は、二次元画像平面内に熱生成エネルギーの空間的パターンを作成する。単一の加熱素子と空間的熱生成エネルギーパターン発生器との組み合わせは、生成される画像の色によって、サーモクロミック材料の個別の画素を、複数の異なる温度に同時に加熱し得る。
【００６２】
図８Ａは、（図７Ａに示される第１、第２、及び第３の熱源のうちの任意の１つ以上を表し得る）熱源８３０の斜視図、及び熱源８３０によって生成され、基材８１０上に配置されたサーモクロミック材料８２０の画素８２１ａ、８２１ｂ上に投影された熱発生エネルギー８９０の二次元画像平面８９８を示す。図８Ｂは、熱生成エネルギー８９０の画像平面８９８を生成するために使用され得る、熱源８３０の加熱素子８３１ａ、８３１ｂの配列８３０ｂの図を示す。いくつかの実施形態では、加熱素子の配列は、ｘ方向に沿った１つの画素幅、及びｙ方向に沿った複数の画素長であり得る。いくつかの実施形態では、加熱素子の配列は、ｘ方向に沿った複数の画素幅、及びｙ方向に沿った複数の画素長であり得る。任意の時点で、各加熱素子８３１ａ、８３２ｂは、異なる量の熱生成エネルギーを生成して（又は熱生成エネルギーを生成せず）、熱生成エネルギー８９０の空間的に変化する強度を含み得る二次元画像平面８９８の空間的加熱パターンを提供し得る。
【００６３】
図８Ｃは、熱源８３０と画素８２１ａ、８２１ｂとの間に配置された複数の要素８３０ｃも含む熱源８３０を示す斜視図である。図８Ｄは、熱源８３０と画素８２１ａ、８２１ｂとの間に配置された要素８３６も含む熱源８３０を示す斜視図である。
【００６４】
熱生成エネルギー８９０は、いくつかの実装では、図８Ａに示されるように、加熱素子８３１ａ、８３１ｂから画素８２１ａ、８２１ｂに直接流れ得る。いくつかの実装では、図８Ｃ及び８Ｄに示されるように、加熱素子８３１ａ、８３１ｂと画素８２１ａ、８２１ｂとの間に配置された１つ以上の介在要素８３０ｃ、８３６は、熱生成エネルギー８９０を空間的にパターン化し得る。要素８３０ｃ、８３６は、エネルギー変調器、エネルギー空間的パターン発生器、エネルギー反射器及びエネルギー偏向器などのエネルギー誘導要素などを含み得る。要素８３０ｂ、８３６は、以下の実施例で更に論じされるように、熱生成エネルギー８９０を変調、パターン化、誘導、反射、及び／又は偏向して、画像平面８９８を生成し得る。
【００６５】
いくつかの実施形態では、熱源８３０は、１つ以上の抵抗加熱素子を含んでもよい。抵抗加熱素子を流れる電流は、サーモクロミック材料８２０の画素８２１ａ、８２１ｂを加熱するための熱生成エネルギー８９０を発生させて、画像を生成する。例えば、抵抗加熱素子８３０は、空間的にパターン化された熱エネルギー８９０の二次元画像平面８９８を形成し得る抵抗加熱素子８３１ａ、８３１ｂの二次元配列８３０ｂを含んでもよい。いくつかの実施形態では、熱源８３０は、各抵抗加熱素子８３１ａ、８３１ｂが、サーモクロミック層８２０の画素８２１ａ、８２１ｂにそれぞれ対応するように、抵抗加熱素子８３１ａ、８３１ｂの二次元配列８３０ｂを含んでもよい。
【００６６】
図７Ａ〜７Ｇに関連して論じられる加熱工程の間に、空間的にパターン化された熱エネルギー８９０は、同じ量の熱エネルギー又は異なる量の熱エネルギーを有する画像平面８９８内に個別に選択された画素を提供し得、その結果、個別に選択された画素８２１ａの一部は、より高温に加熱され、選択された画素８２１ｂのうちの他のものは、より低温に加熱される。
【００６７】
異なる画素を異なる温度に加熱するのを促進するために、各抵抗要素８３１ａ、８３１ｂは個別に制御可能であり得る。例えば、制御器７５０は、複数の加熱抵抗素子８３１ａ、８３１ｂのそれぞれを通る電流を独立して制御し得、抵抗加熱素子８３１ａ、８３１ｂが、画素８２１ａ、８２１ｂのそれぞれに同じ量の熱を提供するか、又は異なる画素８２１ａ、８２１ｂに異なる量の熱を提供し得る。
【００６８】
いくつかの実施形態では、熱源８３０は、加熱空気などの加熱ガス源、及び加熱ガスを、サーモクロミック材料の画素に向ける１つ以上のガスジェットを含んでもよい。熱源８３０は、複数のガスジェット８３１ａ、８３１ｂの配列８３０ｂを含んでもよい。１つ以上のガスジェットは、同じ量の加熱ガスを、サーモクロミック層８２０の個別に選択された画素８２１ａ、８２１ｂのそれぞれに向けることができる。或いは、１つ以上のガスジェットは、異なる量の加熱ガスを、サーモクロミック層８２０の異なる画素８２１ａ、８２１ｂに向けることが可能であり得る。いくつかの実施形態では、熱源８３０は、各ガスジェット８３１ａ、８３１ｂがサーモクロミック層８２０の画素８２１ａ、８２１ｂにそれぞれ対応するように、ガスジェット８３１ａ、８３１ｂの二次元配列８３０ｂを含んでもよい。
【００６９】
いくつかの実施形態では、熱源８３０の加熱素子８３１ａ、８３１ｂは、熱生成エネルギー８９０（レーザー放射）を、サーモクロミック材料８２０に向ける１つ以上のレーザーを含んでもよい。例えば、いくつかの実施形態では、レーザー放射は、サーモクロミック材料を加熱する可視、赤外線（ＩＲ）、又は近赤外線（ＮＩＲ）放射であり得るが、他の放射線波長もサーモクロミック材料を加熱するのに有用であり得る。
【００７０】
いくつかの実施形態では、熱源８３０は、各レーザー８３１ａ、８３１ｂがサーモクロミック層８２０の画素８２１ａ、８２１ｂにそれぞれ対応するように、レーザー８３１ａ、８３１ｂの配列８３０ｂを含んでもよい。レーザー８３１ａ、８３１ｂの配列８３０ｂは、空間的にパターン化されたレーザー放射８９０の画像平面８９８を生成し得る。
【００７１】
いくつかの実施形態では、複数の誘導要素８３０ｃ、例えば、導波路又は光ファイバは、各レーザー８３１ａ、８３１ｂと、対応するサーモクロミック材料８２０の画素８２１ａ、８２１ｂとの間に配置され得る。例えば、各レーザー８３１ａ、８３１ｂは、対応する光ファイバ８３０ｃの入力端部に光学的に連結され得る。光ファイバ８３０ｃは、レーザー放射を、光ファイバ８３０ｃの出力端部から発生するレーザーから、サーモクロミック材料８２０に向ける。この実施形態では、光ファイバ８３０ｃの出力端部が、空間的にパターン化された放射の画像平面８９８を形成して画素を加熱する空間的放射パターンを提供する配列に配置され得るため、レーザー８３１ａ、８３１ｂ自体は、画像の画素に対応する配列に配置される必要はない。制御器７５０は、異なる強度のレーザー放射を、異なる画素８２１ａ、８２１ｂに提供するように、各レーザー８３１ａ、８３１ｂの強度を個別に変調する回路を含んでもよい。
【００７２】
図８Ｄに示されるように、いくつかの実施形態によれば、熱源８３０は、単一の加熱素子８３５からの熱生成エネルギーを空間的にパターン化する要素８３６に連結されている、単一のレーザーなどの単一の加熱素子８３５を含む。例えば、熱源８３０は、単一のレーザーを含んでもよく、要素８３６は、単一のレーザーによって発生された放射線を空間的にパターン化して、熱生成放射線８９０の画像平面８９８を生成する装置パターン発生器を含んでもよい。空間的にパターン化された放射線は、画像平面８９８全域にわたって放射強度が変化し得る。例えば、空間的放射線パターン化装置８３６は、液晶オンシリコン（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  ｓｉｌｉｃｏｎ、ＬＣＯＳ）などの液晶空間的放射線変調器、デジタルマイクロミラー装置（ｄｉｇｉｔａｌ  ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  ｄｅｖｉｃｅ、ＤＭＤ）、格子ライトバルブ（ｇｒａｔｉｎｇ  ｌｉｇｈｔ  ｖａｌｖｅ、ＧＬＶ）、及び音響光学変調器（ａｃｏｕｓｔｏ−ｏｐｔｉｃ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ、ＡＯＭ）のうちの１つ以上を含んでもよい。空間的パターン発生器がＧＬＶである場合などのいくつかの実施形態では、二次元画像平面は、処理方向（図１における矢印１７５に沿った方向）における１画素幅のみ、及びクロス処理方向（図１における矢印１７５に垂直な方向）における基材の全幅であり得る。空間的パターン発生器がＤＭＤである場合などの他の実施形態では、二次元画像平面は、処理方向において、複数画素幅、例えば１０画素幅、クロス処理方向において、紙の全幅であり得る。
【００７３】
上記で論じされた実施形態の様々な修正及び変更は、当業者には明らかであり、本開示は、本明細書に記載される例示的な実施形態に限定されないことを理解されたい。読者は、１つの開示された実施形態の特徴が、別段の指示がない限り、全ての他の開示された実施形態にも適用され得ると想定する必要がある。本明細書で参照される全ての米国特許、特許出願、特許出願公開、並びに他の特許及び非特許文献は、それらが前述の開示と矛盾しない範囲で、参照により組み込まれることも理解されたい。
【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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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図７Ｇ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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