(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類の色材を色毎に異なる種類の壁膜に封入して構成された複数種類のカプセルを含み、前記異なる種類の壁膜を異なる温度および圧力で破れるよう構成した画像形成用シートと、
ボディの先端部にそれぞれ独立して加圧及び加熱可能な複数の発熱素子を有したサーマルヘッドを取り付け、前記ボディの内部に前記サーマルヘッドを発熱制御する制御部を設けて構成した画像形成装置と、を備えると共に、
前記画像装置を前記シート上で移動させたとき、前記制御部は、前記シート上に着色する色に応じて前記サーマルヘッドを制御し、前記カプセル層を、選択的に加熱すると共に選択的に加圧して前記壁膜を破って内部の色材を放出させ、前記シート上にカラー画像を形成すること、を特徴とする画像形成システム。
【請求項２】
前記サーマルヘッドは、前記ボディの先端部にバネ部材を介して取り付けられていること、を特徴とする請求項１に記載の画像形成システム。
【請求項３】
前記画像形成装置は前記複数の発熱素子のそれぞれの発熱量を使用者が設定するためのスイッチを有すること、を特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成システム。
【請求項４】
前記色材は固体インクであり、前記加圧及び前記加熱により、前記個体インクが溶融すると共に前記壁膜が破れ、溶融したインクが放出されること、を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像形成システム。
【請求項５】
前記色材は液体インクであり、前記加熱及び前記加圧によって前記壁膜が破れると、前記液体インクが前記壁膜の外に放出されること、を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像形成システム。
【請求項６】
壁膜の内部に色材を封入してカプセルを形成し、基体上に前記カプセルの層を設けて構成した画像形成用シートと、
ボディの底面にそれぞれ独立して加圧及び加熱可能な複数の発熱手段を２次元状に配列して取り付け、前記ボディの内部に前記発熱手段を発熱制御する制御部と、前記発熱手段が前記シートに押し当てられている圧力を検知するための圧力センサとを設けて構成した画像形成装置と、を備えると共に、
前記発熱手段を前記シート上に一旦強く押し当て、次いで徐々に押し当て圧力を弱めていったとき、前記制御部は、前記圧力センサの出力に基づき、前記シート上に着色する色に応じて前記複数の発熱手段を順次発熱制御し、前記カプセル層を、選択的に加熱すると共に選択的に加圧することにより、前記壁膜を破って前記壁膜内部の色材を放出させ、前記シート上にカラー画像を形成すること、を特徴とする画像形成システム。
【請求項７】
前記色材は固体インクであり、前記加圧及び前記加熱により、前記個体インクが溶融すると共に前記壁膜が破れ、溶融したインクが放出されること、を特徴とする請求項６に記載の画像形成システム。
【請求項８】
前記色材は液体インクであり、前記加熱及び前記加圧によって前記壁膜が破れると、前記液体インクが前記壁膜の外に放出されること、を特徴とする請求項６に記載の画像形成システム。
【請求項９】
印加される温度および圧力に応じて発色する画像形成用シートにカラー画像を形成するための画像形成装置であって、
使用者により把持されるボディと、
前記ボディの先端部に設けられた複数の発熱素子と、
前記複数の発熱素子を前記画像形成用シートに当接させた時に、前記シート上に所望の色を着色する為に、前記複数の発熱素子を、それぞれ異なる所定の圧力で前記画像形成用シートに対して選択的に付勢させる付勢手段と、
前記画像形成用シートに選択的に加圧された前記複数の発熱素子を、それぞれが所定の温度となるように発熱制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
印加される温度および圧力に応じて発色する画像形成用シートにカラー画像を形成するための画像形成装置であって、
底面が平面として形成され、使用者により把持されるボディと、
前記ボディの底面に２次元状に配列された、それぞれが異なる温度で発熱駆動される所定数の発熱素子からなる、複数の発熱素子群と、
前記底面の発熱素子群の、前記画像形成用シートに対する選択的な加圧力を検知する圧力センサと、
前記画像形成装置の底面が前記画像形成用シートに一旦強く押し当てられた後、徐々に押し当て圧力が弱められていく時に、前記圧力センサの出力と前記シート上に形成されるカラー画像パターンに基づいて、前記複数の発熱素子群が有する前記発熱素子を選択的に発熱制御する制御部と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、色材（インク、発色剤等）を用いて記録紙に画像を形成する画像形成システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、色材（インク等）を記録紙等に転写する画像形成システムとして、ノズルからインクの微粒子を噴出して記録紙に吹き付けるインクジェットプリンタや、インクを封入したカプセルの層が形成された特殊なシートを加熱・露光して画像を形成する画像形成システムが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような画像形成システムでは、プリンタのような比較的大きな装置が必要となり、携帯し難いという問題点がある。
【０００４】
本発明は、上記の如き事情に鑑み、小型で携帯し易い画像形成システムを提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の請求項１に係る画像形成システムは、複数種類の色材を色毎に異なる種類の壁膜に封入して構成された複数種類のカプセルを含み、異なる種類の壁膜を異なる温度および圧力で破れるよう画像形成用シートを構成すると共に、ボディの先端部にそれぞれ独立して加圧及び加熱可能な複数の発熱素子を有したサーマルヘッドを取り付け、ボディの内部にサーマルヘッドを発熱制御する制御部を設けて画像形成装置を構成し、画像形成装置をシート上で移動させたとき、制御部は、シート上に着色する色に応じてサーマルヘッドを制御し、カプセル層を選択的に加熱すると共に選択的に加圧することにより、壁膜を破って壁膜内部の色材を放出させ、シート上にカラー画像を形成すること、を特徴とするものである。このように構成された画像形成装置は、小型で携帯性に優れ、且つペンのようにフリーハンドで自由に描画することを可能とする。
【０００６】
また、本発明の請求項６に係る画像形成システムは、壁膜の内部に色材を封入してカプセルを形成し、基体上にカプセルの層を設けて画像形成用シートを構成すると共に、ボディの底面に２次元状に配列されたそれぞれ独立して加圧及び加熱可能な複数の発熱手段を取り付け、ボディの内部にサ発熱手段を発熱制御する制御部と、発熱手段がシートに押し当てられている圧力を検知するための圧力センサとを設けて画像形成装置を構成し、発熱手段をシート上に一旦強く押し当て、次いで徐々に押し当て圧力を弱めていったとき、制御部は、圧力センサの出力に基づき、シート上に着色する色に応じて複数の発熱手段を順次発熱制御し、カプセル層を選択的に加熱すると共に選択的に加圧することにより、壁膜を破って壁膜内部の色材を放出させ、シート上にカラー画像を形成すること、を特徴とするものである。このように構成すれば、ボディの底面をシートに押し当てるだけで画像が形成される、スタンプのような画像形成装置が得られ、しかも１回のスタンプ操作でカラー画像を形成することができる。
【０００７】
請求項９に記載された画像形成装置は、印加される温度および圧力に応じて発色する画像形成用シートにカラー画像を形成するための画像形成装置であって、使用者により把持されるボディと、前記ボディの先端部に設けられた複数の発熱素子と、前記複数の発熱素子を前記画像形成用シートに当接させた時に、前記シート上に所望の色を着色する為に、前記複数の発熱素子を、それぞれ異なる所定の圧力で前記画像形成用シートに対して選択的に付勢させる付勢手段と、前記画像形成用シートに選択的に加圧された前記複数の発熱素子を、それぞれが所定の温度となるように発熱制御する制御手段と、を有することを特徴としている。
【０００８】
また、請求項１０に記載された画像形成装置は、印加される温度および圧力に応じて発色する画像形成用シートにカラー画像を形成するための画像形成装置であって、底面が平面として形成され、使用者により把持されるボディと、前記ボディの底面に２次元状に配列された、それぞれが異なる温度で発熱駆動される所定数の発熱素子からなる、複数の発熱素子群と、前記底面の発熱素子群の、前記画像形成用シートに対する選択的な加圧力を検知する圧力センサと、前記画像形成装置の底面が前記画像形成用シートに一旦強く押し当てられた後、徐々に押し当て圧力が弱められていく時に、前記圧力センサの出力と前記シート上に形成されるカラー画像パターンに基づいて、前記複数の発熱素子群が有する前記発熱素子を選択的に発熱及び加圧制御する制御部と、を有することを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に第１の実施形態の画像形成システムで用いる画像形成用シート１０の基本構成を示す。シート１０は、基材１１の上に、液体インクを封入した微細なマイクロカプセルの層（カプセル層１２）を形成したものである。カプセル層１２には、シアン、マゼンタ、イエローの３色のインクを各々封入した３種類のマイクロカプセル２１、２２、２３が含まれている。マイクロカプセル２１、２２、２３は、直径が数μｍであり、形状記憶樹脂で形成された壁膜２１ａ、２２ａ、２３ａを有している。
【００１０】
図２に、形状記憶樹脂の弾性係数と温度の関係の一例を示す。形状記憶樹脂は、ガラス転移温度Ｔｇ以上（領域ｂ）では分子鎖のミクロブラウン運動が活発化してゴム弾性を示し、ガラス転移温度Ｔｇ以下（領域ａ）ではミクロブラウン運動が凍結してガラス状態を示す。即ち、形状記憶樹脂は、ガラス転移温度Ｔｇ以上に加熱して自由な形状に変形し、ガラス転移温度Ｔｇ以下に冷却することにより、その形状を固定することができる。再度ガラス転移温度Ｔｇ以上に加熱すれば、形状記憶樹脂は元の形状に復帰する。このような形状記憶樹脂としては、例えば、ポリノルボルネン、トランス−１、４−ポリイソプレン、ポリウレタン等からなる樹脂が知られている。本発明では、この形状記憶樹脂の持つ「ガラス転移温度Ｔｇを境に弾性係数が大きく変化する」という性質を利用している。
【００１１】
図３に、マイクロカプセルの壁膜２１ａ、２２ａ、２３ａが潰れる圧力（以下破壊圧力とする）と加熱温度との関係をそれぞれ実線、一点鎖線、二点鎖線で示す。図３に示すように、壁膜２１ａ、２２ａ、２３ａの各材質は、壁膜２１ａ、２２ａ、２３ａの順にそのガラス転移温度Ｔｇ１、Ｔｇ２、Ｔｇ３が高くなる（Ｔｇ１＜Ｔｇ２＜Ｔｇ３）よう選択されている。本実施形態では、壁膜２１ａ、２２ａ、２３ａのガラス転移温度は、Ｔｇ１＝７０°Ｃ、Ｔｇ２＝１１０°Ｃ、Ｔｇ３＝１３０°Ｃに設定されている。
【００１２】
一方、図４の断面図に示すように、各マイクロカプセルの２１、２２、２３の壁膜２１ａ、２２ａ、２３ａは、この順で厚みが薄くなるよう構成されている。従って、マイクロカプセル２１、２２、２３は、ガラス転移温度が高いものほど壁膜の厚みが薄く（従って潰れ易く）なるよう形成されている。なお、図３の圧力Ｐ１〜Ｐ４は、本実施形態においては、順に、０．０２ＭＰａ、０．２ＭＰａ、２ＭＰａ、２０ＭＰａである。
【００１３】
このように構成されているため、カプセル２１、２２、２３を同時に加熱・加圧したとしても、温度・圧力が図３に示す領域Ａの環境下（温度７０°Ｃ〜１１０°Ｃ、圧力２ＭＰａ〜２０ＭＰａ）ではシアンのカプセル２１のみが潰れ、マゼンタとイエローのカプセル２２、２３は潰れない。同様に、領域Ｂの環境下（温度１１０°Ｃ〜１３０°Ｃ、圧力０．２ＭＰａ〜２ＭＰａ）ではマゼンタのカプセル２２のみが潰れ、シアンとイエローのカプセル２１、２３は潰れない。領域Ｃの環境下（温度１３０°Ｃ〜１５０°Ｃ、圧力２ＭＰａ〜２０ＭＰａ）ではイエローのカプセル２３は潰れるがシアンとマゼンタのカプセル２１、２２は潰れない。従って、温度・圧力を適宜設定することによって、マイクロカプセル２１、２２、２３を選択的に潰し、所望の色を発色させることができる。
【００１４】
図５に模式的に示すように、マイクロカプセル（図５ではマイクロカプセル２１）が潰れると、壁膜２１ａ内に封入されたインクが外に出てシアン色を呈する。破れた壁膜２１ａの残骸はそのまま基材１１上に残るが、壁膜２１ａは薄い為、インクの色に影響を与えることはない。なお、マイクロカプセルから出たインクの変色を防止し、サーマルヘッド（後述）の発熱体を保護するため、カプセル層１２の上には無色透明な保護フィルム１３がラミネートされている。なお、壁膜と基材１１はいずれも白色である。他のマイクロカプセル２２、２３についても同様である。
【００１５】
図６及び図７は、第１の実施形態の画像形成システムで用いるペン型の画像形成装置１００を示す断面図及び斜視図である。また、図１８は第１の画像形成装置１００の制御系を説明するためのブロック図である。
図６に示すように、画像形成装置１００は、ペン型のボディ１１０の先端部に、３種類の発熱素子３１、３２、３３を有するサーマルヘッド３０を取り付けたものである。サーマルヘッド３０はボディ１１０内に設けられた、制御部１２０により制御される駆動回路１２１により発熱駆動される。なお、ボディ１１０内には、サーマルヘッド３０を駆動するための充電可能な二次電池（ニッケルカドミウム電池）１２５が収容されている。
なお、携帯性という観点からは、制御部１２０、電池１２５はボディ１１０内に格納されている方が望ましいが、画像形成時の操作性という観点からは、ボディ１１０は把持しやすく軽量であることが好ましい。このため、制御部１２０、電池１２５をボディ１１０と別体の筐体内に設置し、ケーブルで接続して用いるような構成も可能である。
【００１６】
サーマルヘッド３０の発熱素子３１、３２、３３は、ボディ１１０の先端部に設けられた支持基板３５に取り付けられている。支持基板３５はフレキシブル基板であり、支持基板３５とボディ１１０の間には、バネ定数の異なる３つのコイルバネ３６、３７、３８が設けられている。コイルバネ３６、３７、３８は夫々発熱素子３１、３２、３３と（支持基板３５を挟んで）対向している。そして、使用者がボディ１１０を把持してボディ１１０の先端がシート１０に当接するまでサーマルヘッド３０をシート１０に押し当てると、図３の領域Ａ、Ｂ、Ｃに夫々対応する、壁膜２１ａ、２２ａ、２３ａの破壊に必要な所定の押圧力で、コイルバネ３６、３７、３８が発熱素子３１、３２、３３をシート１０に対し押圧するよう構成されている。なお、本実施の形態では発熱素子３１、３２、３３は同一の支持基板３５に設けられているが、各発熱素子を別々の基板に設け、各コイルバネは対応する一つの基板（一つの発熱素子）のみを所定の圧力で押圧するような構成としても良い。
【００１７】
図７に示すように、ボディ１１０の外側には、サーマルヘッド３０の発熱素子３１、３２、３３の発熱量を制御するためのスライドスイッチ１６５が設けられている。スライドスイッチ１６５のシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）に対応するつまみを上下に動かすと、その位置をスライドスイッチ位置検出手段１３０（図６、図１８参照）が検出し、制御部１２０に各スイッチの位置情報を送る。制御部１２０は、スライドスイッチ１６５の位置に基づいて駆動回路１２１を制御して、発熱素子３１、３２、３３の発熱量を制御する。具体的には、各発熱素子３１、３２、３３の近傍に温度センサ１４１、１４２、１４３（図１８参照）が配置されており、Ａ／Ｄ変換器１４４、１４５、１４６を介して検出された温度が制御部１２０に入力される。制御部１２０は温度センサにより検出された各発熱素子の発熱温度がスライドスイッチ１６５の設定に対応した温度となるよう、各発熱素子３１、３２、３３をフィードバック制御する。
【００１８】
なお、各発熱素子３１、３２、３３の近傍、例えば装置先端の凹部あるいは支持基板３５とコイルバネ３６、３７、３８との間にマイクロスイッチ１５１、１５２、１５３が設けられている。マイクロスイッチ１５１、１５２、１５３はそれぞれ発熱素子３１、３２、３３が画像形成に必要な量だけ押し込まれたか否かを検出し、押し込まれると、ＯＮ状態となる。マイクロスイッチ１５１、１５２、１５３の出力は制御部１２０に入力され、制御部１２０は、３つの発熱素子３１、３２、３３が全て必要な量だけ押し込まれ、マイクロスイッチ１５１、１５２、１５３が全てＯＮ状態となっている時にのみ、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）駆動回路１５４を制御してＬＥＤ１５５を点灯する。なお、発熱素子３１、３２、３３の駆動は発熱スイッチ５０を押すことにより行われるが（後述）、マイクロスイッチ１５１、１５２、１５３が全てＯＮ状態となっていない場合には、発熱スイッチ５０が押されても発熱駆動が行われないようにしてもよい。
【００１９】
画像形成装置１００でシート１０にカラー画像を形成する際には、スライドスイッチ１６５の各つまみを適宜設定して形成するカラー画像の色を設定し、ボディ１１０を把持し、発熱スイッチ５０を押しながら、シート１０上に描画する。制御部１２０は、発熱スイッチ５０が押されている間だけ発熱体３１、３２、３３を駆動する。スライドスイッチ１６５が図８（ａ）のように設定されている場合、発熱体３１（シアン用）は図３の領域Ａに相当する温度で発熱し、発熱体３３（イエロー用）は発熱しない。また、発熱体３２（マゼンタ用）は、領域Ｂにおいて比較的低い温度で発熱する。従って、シアンは濃く、マゼンタは薄く発色し、イエローは発色しない。各発熱体３１、３２、３３の発熱量を適宜調整することで、所望の色を設定することができる。たとえば、スライドスイッチ１６５が図８（ｂ）のように設定されている場合、発熱体３１（シアン用）は発熱せず、発熱体３３（イエロー用）、発熱体３２（マゼンタ用）は、それぞれ領域Ｂ、Ｃにおいて高い温度で発熱する。この結果、赤色の画像を形成することができる。同様に、スライドスイッチを（ｃ）〜（ｆ）のように設定することにより、緑、青、灰色、黒の画像を形成することができる。なお、設定できる色はこれに限られるものではなく、各スライドスイッチ１６５が０〜ｎ迄の（ｎ＋１）段階で発熱量を設定できるとすれば、シアン・マゼンタ・イエローの各スライドスイッチ１６５の設定位置の組み合わせにより、（ｎ＋１）３−１種類の色を設定することができる。
【００２０】
なお、スライドスイッチ位置検出手段１３０としては、例えば、可変抵抗の抵抗値の変化による電圧の変化を検出するものや、コードパターン等を利用してスライドスイッチ１６５の位置を検出するものなど、公知の様々な検出手段を利用することができる。
また、各色成分毎のスライドスイッチではなく、カラーチャートとカラーチャート内の所望の色を選択するレバーあるいはダイアルを設け、レバー（ダイアル）により選択された色に対応する各色成分の割合を制御部１２０が演算して各発熱素子を駆動するようにしてもよい。
【００２１】
このように、この第１の実施形態によれば、図３に示す領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃに相当する温度と圧力でシート１０を加熱・加圧することによって所望の色のカラー画像を形成することができる。かくして、小型で携帯性に優れ、且つフリーハンドでカラーの描画ができる画像形成装置が得られる。
なお、各発熱素子の発熱量を制御部１２０がランダムにあるいは所定の周期で自動的に変更するよう構成すれば、使用者が画像を描いている間に色が様々に変化するため、玩具として利用することもできる。
【００２２】
また、サーマルヘッド３０に３種類の発熱素子３１、３２、３３を設ける代わりに、発熱素子の数を一つとし、モノクロ画像対応とすることも可能である。
また、発熱素子の数が一つの場合に、使用者が、サーマルヘッド３０をシート１０に押し当てる圧力を自ら加減し、シアン、マゼンタ、イエローの順で押し当て圧力を弱くしながら描画するような構成も可能である。この場合には、サーマルヘッド３０にどの程度の圧力が加えられているのかを使用者に知らせる機構を設ける必要がある。
【００２３】
さらに、図９に示すように、各発熱素子（図９ではシアン用の発熱素子３１）をさらに細分化して夫々発熱制御することも可能である。このように構成すれば、個々のサーマルヘッドの発熱面の面積を小さくすることができるため、発熱面の中心部と周縁部の温度差が小さく抑えられる。この場合、発熱させる微細素子３１１の数を可変して、色の濃淡を調節することが可能になる。
【００２４】
また、ボディ１１０の下端部に、サーマルヘッド３０がシート１０に押し当てられたことを検知する検知センサ（図示せず）を設け、制御部１２０は検知センサからの信号によりサーマルヘッド３０の発熱を開始するよう構成しても良い。あるいは、前述のように、各発熱素子３１、３２、３３が押し込まれているか否かをマイクロスイッチ１５１、１５２、１５３により検知しているため、発熱スイッチ５０を設けず、マイクロスイッチ１５１、１５２、１５３が全てＯＮの時にのみ発熱素子３１、３２、３３を駆動するようにしても良い。
【００２５】
次に、第１実施形態において、別のマイクロカプセルを用いた変形例について説明する。
図１０に示す変形例では、３つのマイクロカプセル１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｙに、常温では固体の色材（シアン、マゼンタ、イエロー）が封入されている。第１実施形態と同様、マイクロカプセル１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｙは、基材１１上でカプセル層１２を形成している。カプセル層１２は第１実施形態と同様の保護フィルム１３によって覆われており、基材１１とカプセル層１２と保護フィルム１３がシート１０Ａを構成している。
【００２６】
図１１に示すように、マイクロカプセル１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｙの壁膜は、夫々弾性係数ＥＣ、ＥＭ、ＥＹの樹脂により形成されており、その厚みＷＣ、ＷＭ、ＷＹは、ＷＣ＞ＷＭ＞ＷＹの関係にある。図１２に示すように、マイクロカプセルに与える、摂氏０〜２５０度の温度範囲では、実質的に弾性係数ＥＣ、ＥＭ、ＥＹの温度による変化は無い。
【００２７】
一方、マイクロカプセル１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｙに封入された色材は、常温（約２５度）では固相を呈するが、高温下では溶融する。シアン、マゼンタ、イエローの色材の弾性係数の温度変化を図１２にＥ１、Ｅ２、Ｅ３で示す。シアンの色材は、温度ＴＣで弾性係数が急激に低下し、温度ＦＣで溶融する。又、マゼンタの色材は、温度ＴＭで弾性係数が急激に低下し、温度ＦＭで溶融する。更に、イエローの色材は、温度ＴＹで弾性係数が急激に低下し、温度ＦＹで溶融する。ここで、ＦＣ＜ＦＭ＜ＦＹである。
【００２８】
従って、画像形成装置１００（図６）によってシート１０Ａのカプセル層１２のマイクロカプセル１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｙに加える温度と圧力を、図１２に基づいて制御すれば、マイクロカプセル１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｙを選択的に破壊することができる。
【００２９】
図１３は、マイクロカプセルに与えられる温度・圧力と発色の関係を示すグラフである。
図１３の領域Ｃ（温度が図１２のＦＣ以上ＦＭ未満）では、シアンの色材だけが溶融しており、マゼンタ、イエローの色材は固体である。従って、シアンのマイクロカプセル１８Ｃだけが比較的潰れやすくなっている。そこで、この温度域でシアンのマイクロカプセル１８Ｃを潰すために必要な圧力を各マイクロカプセルに加えれば、シアンのマイクロカプセル１８Ｃだけが潰れてシアンの色材（液状）が放出される。
【００３０】
図１３の領域Ｍ（温度が図１２のＦＭ以上ＦＹ未満）では、シアンとマゼンタの色材が溶融しており、イエローの色材は固体である。又、壁膜の厚みと弾性係数の違いのため、シアンのマイクロカプセル１８Ｃよりもマゼンタのマイクロカプセル１８Ｍが潰れやすい。そこで、この温度域でシアンのマイクロカプセル１８Ｃが潰れず、かつマゼンタのマイクロカプセル１８Ｍを潰すために必要な圧力を各マイクロカプセルに加えれば、マゼンタのマイクロカプセル１８Ｍだけが潰れてマゼンタの色材（液状）が放出される。
【００３１】
図１３の領域Ｙ（温度が図１２のＦＹ以上）では、シアンとマゼンタとイエローの色材が全て溶融しているが、壁膜の厚みと弾性係数の違いのため、イエローのマイクロカプセル１８Ｙが最も潰れやすい。そこで、この温度域で、シアン・マゼンタのマイクロカプセル１８Ｃ・１８Ｍが潰れず、イエローのマイクロカプセル１８Ｙを潰すために必要な圧力を各マイクロカプセルに加えれば、イエローのマイクロカプセル１８Ｙだけが潰れてイエローの色材（液状）が放出される。
【００３２】
かくして、常温で固体の色材を封入したマイクロカプセルを用いても、カラー画像を簡単に形成することができる。
尚、マイクロカプセルの内部にロイコ染料等の発色剤を封入することもできる。この場合には、基材１１の表面に予め顕色剤を塗布しておき、マイクロカプセルから放出された発色剤が顕色剤と反応してシアン、マゼンタ、イエローを呈するようにすることができる。
【００３３】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の画像形成システムは、第１の実施形態と同様のシート１０（図１）に、スタンプ型の画像形成装置２００を用いて画像を形成するものである。
図１４及び図１５は、第２の実施形態の画像形成装置２００を示す斜視図及び側断面図である。また、図１９は、画像形成装置２００の制御系を説明するためのブロック図である。
画像形成装置２００は、使用者に把持されるグリップ部２０１が一体に形成されたボディ２０２を有しており、ボディ２０２の底面には複数の画素２３０が２次元的に配列されたサーマルヘッド２０３が設けられている。
【００３４】
複数の画素２３０は共通の基板２３５に固定されており、この基板２３５はボディ２０２の下面に、同一のバネ定数を有する複数のコイルバネ２３６を介して取り付けられている。コイルバネ２３６は、ボディ２０２の底面がシート１０に当接し、サーマルヘッド２０３が完全にボディ２０２内に押し込まれた状態で、後述する各発熱素子のシートに対する圧力が図３の圧力Ｐ４を越えないような強さに設定されている。なお、複数のコイルバネ２３６は、サーマルヘッド２０３のシートに当接する面を、その全域に渡ってシート１０に対して均一に付勢する。また、図１６に示すように、一つの画素２３０は３つの発熱素子２３１、２３２、２３３からなる発熱素子群として構成されており、個々の発熱素子２３１、２３２、２３３はグリップ２０１内に設けられた制御部２２０（図１４、図１９）により制御される駆動回路２５１、２５２、２５３により発熱駆動される。なお駆動回路２５１、２５２、２５３はそれぞれ、各発熱素子群の発熱素子２３１、２３２、２３３を駆動するものである。発熱素子２３１、２３２、２３３は、所定の電圧が所定時間印加た時に、それぞれがマイクロカプセル２１、２２、２３のガラス転移温度Ｔｇ１、Ｔｇ２、Ｔｇ３以上の温度になるよう、異なる抵抗値を有する構成となっている。従って、駆動回路２５１によりシアン成分の二次元画像、駆動回路２５２によりマゼンタ成分の二次元画像、そして駆動回路２５３によりイエロー成分の二次元画像が形成されることになる。
なお、グリップ２０１内には、サーマルヘッド２０３を駆動するためのニッカド電池２２５が収容されている。
【００３５】
画像形成装置２００を用いてシート１０（図１）に画像を形成する際には、赤外通信等により、図示しない外部入力装置から制御部２２０に予め各色毎の画像パターンを入力しておく。制御部２２０は各色毎の画像パターンを格納するメモリ２２１（図１９）を有しており、受信部２２２により、外部入力装置から受信した画像パターンがメモリ２２１に格納される。メモリ２２１に画像パターンが格納された状態で、グリップ部２０１を把持してサーマルヘッド２０３をシート１０に強く押し付けた後、徐々に押し付け圧力を弱めていく。この圧力変化は通常のスタンプを押して、離す動作から得られる。
【００３６】
押しつけ圧力は、画像形成装置２００のボディ２０２に設けられた圧力センサ２２３（図１９）によって測定される。圧力センサ２２３としては、例えば、ボディ２０２の凹部と基板２３５との間に設けられる歪みゲージを用いることができる。圧力センサ２２３の出力信号はＡ／Ｄコンバータ２２４を介して制御部２２０に入力される。制御部２２０は、この圧力センサ２２３により検出された押し付け圧力の変化（低下）に応じて、各色に対応する発熱素子２３１、２３２、２３３を各色毎の画像パターンに応じて所定の温度で発熱させ、シート１０を領域Ａ、Ｂ、Ｃの温度・圧力で選択的に加熱・加圧する。
【００３７】
図１７は、画像形成装置２００により画像を形成する時の、時間経過と押圧力の変化および各発熱素子２３１、２３２、２３３の温度との関係を示すグラフである。図１７の、圧力Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃは、図３の圧力Ｐ１〜Ｐ４と次の関係にある。
Ｐ１＜Ｐａ＜Ｐ２＜Ｐｂ＜Ｐ３＜Ｐｃ＜Ｐ４
また、図１７に示される温度Ｔ１〜Ｔ３はそれぞれ発熱素子２３１、２３２、２３３の発熱温度で、図３の転移温度Ｔｇ１〜Ｔｇ３とは以下の関係にある。
Ｔｇ１＜Ｔ１＜Ｔｇ２＜Ｔ２＜Ｔｇ３＜Ｔ３
使用者は、まず、画像形成装置２００を十分に強い力でシート１０に押しつける（図１７における時間ｔ０〜ｔｓ）。この間に圧力センサ２２３により押しつけ圧力が検知され、圧力が第１参照値Ｒ１を越えると（図１７において時刻ｔｐ）、制御部２２０はＬＥＤ駆動回路２２５を制御してＬＥＤ２２６を点灯させる。第１参照値Ｒ１はシアンのカプセルを破壊するために設定された圧力Ｐｃより大きい値である。ただし、画像形成装置２００は構造上、押し付け圧力が最大でもＰ４を越えないようになっている。使用者は、画像形成装置２００をシート１０に押し付け、ＬＥＤ２２６が点灯すれば、押し付けをやめ、画像形成装置２００をシート１０から離す操作を始めればよい（時刻ｔｓ）。
【００３８】
時刻ｔｓからは、圧力が減少し始める。このとき、圧力が第２参照値Ｒ２に達すると（時刻ｔｃ）、制御部２２０は、駆動回路２５１を制御して、圧力がＰｃとなる時点（ｔ１）で温度Ｔ１となるよう、発熱素子２３１を駆動する。なお、図に示すように、Ｒ１＞Ｒ２＞Ｐｃであり、上述のように、Ｐ３＜Ｐｃ＜Ｐ４である。次に、圧力が第３参照値Ｒ３に達すると（時刻ｔｍ）、制御部２２０は、駆動回路２５２を制御して、圧力がＰｂとなる時点（ｔ２）で温度Ｔ２となるよう、発熱素子２３２を駆動する。ここで、Ｒ３＞Ｐｂ＞Ｐ２である。そして、圧力がさらに減少し、第４参照値Ｒ４に達すると（時刻ｔｙ）、制御部２２０は、駆動回路２５３を制御して、圧力がＰａとなる時点（ｔ３）で温度Ｔ３となるよう、発熱素子２３３を駆動する。ここで、Ｒ４＞Ｐａ＞Ｐ１である。
なお、時刻ｔｃ、ｔｍ、ｔｙはそれぞれ発熱素子が温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３に達するために必要な時間を考慮して定められ、参照値Ｒ１〜Ｒ３は、時刻ｔｃ、ｔｍ、ｔｙと圧力の減少を示すグラフとに基づいて定まる値である。
【００３９】
このように構成されているため、第２の実施形態の画像形成装置２００を用いれば、通常のスタンプ動作を行うだけで、予め入力した画像パターンに応じたカラー画像を形成することができる。また、最初に圧力が所定値を越えるように画像形成装置２００をシート１０に押しつけない限り画像形成の処理は実行されないので、圧力不足によりシアン成分の画像が形成されなくなるといった不具合を回避することができる。
なお、各色成分とも同一の、モノクロ画像用のパターンに基づいて画像形成するようにし、第１の実施形態のようにモノクロ画像の色を使用者が設定するような構成も可能である。
サーマルヘッド２０３の各画素２３０の発熱素子の数を一つとし、モノクロ画像を形成する構成も可能である。
また、第２の実施形態では、通信により外部機器から画像パターンを受信するように構成されているが、あらかじめ数種類の画像パターンを格納しておき、それを選択するようにしても良い。あるいは、通信により複数のパターンを受信・格納し、その中から選択して画像形成を行うようにしても良い。また、第２の実施形態では、画像パターンを通信により取得しているが、メモリカードなどの記憶媒体を介して取得するような構成にすることも可能である。
【００４０】
尚、この第２実施形態においても、第１実施形態の変形例と同様、常温で個体の色材を封入したマイクロカプセルを含むシート１０Ａ（図１０）を利用することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成システムによると、小型で携帯性に優れ、且つ簡単に描画ができる画像形成装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成用シートの基本構成を示す概略図である。
【図２】形状記憶樹脂の弾性係数と温度の関係の一例を示すグラフである。
【図３】壁膜が潰れる圧力と温度との関係を示すグラフである。
【図４】各マイクロカプセルを模式的に示す断面図である。
【図５】マイクロカプセルが潰れた状態を模式的に示す断面図である。
【図６】第１実施形態の画像形成装置を示す側断面図である。
【図７】図６の画像形成装置を示す斜視図である。
【図８】スライドスイッチによる種々のカラー設定を示す図である。
【図９】図６の画像形成装置の発熱素子を示す図である。
【図１０】常温で固体の色材を封入したマイクロカプセルを有する画像形成用シート示す断面図である。
【図１１】マイクロカプセルを示す断面図である。
【図１２】図１１のマイクロカプセルの弾性係数の温度特性を示す図である。
【図１３】図１１のマイクロカプセルに加える温度・圧力を示す図である。
【図１４】第２実施形態の画像形成装置を示す斜視図である。
【図１５】図１４の画像形成装置を示す側断面図である。
【図１６】図１４の画像形成装置の発熱素子を示す図である。
【図１７】第２実施形態による画像形成時の圧力と発熱素子の駆動との関係を示すグラフである。
【図１８】第１の実施形態の画像形成装置の制御系を説明するブロック図である。
【図１９】第２の実施形態の画像形成装置の制御系を説明するブロック図である。
【符号の説明】
１０                    シート
１２                    カプセル層
２１、２２、２３        マイクロカプセル
２１ａ、２２ａ、２３ａ  壁膜
３０                    サーマルヘッド
３１、３２、３３        発熱素子
１００                  画像形成装置
１１０                  ボディ
１２０                  制御部
２００                  画像形成装置
２０２                  ボディ
２０３                  サーマルヘッド
２２０                  制御部
２３１、２３２、２３３  発熱素子
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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