(57)【要約】  【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】  記録シート１０は、中温発色層７と高温発色層１７との間に低温発色層１３が配置されている。低温発色層１３と隣接して低温発色抑制層１１が形成されている。低温発色抑制層１１および低温発色層１３が熱バリア層として機能するため、中温発色層７の発色抑制は不要である。【選択図】  図１
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【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の発色要素と、
前記第１の温度より低い第２の温度で発色する第２の発色要素と、
前記第１の温度より低く前記第２の温度より高い第３の温度で発色する第３の発色要素と
を加熱側から順に配置し、
予め決められた圧力を受けたことを条件に前記第２の発色要素の発色機能を抑制する発色抑制要素を有する
感熱記録媒体。
【請求項２】
第１の発色層内に前記第１の発色要素を配置し、
第２の発色層内に前記第２の発色要素を配置し、
第３の発色層内に前記第３の発色要素を配置し、
発色抑制層内に前記発色抑制要素を配置し、
基板上に前記第３の発色層、前記発色抑制要素、前記第２の発色層および前記第１の発色層を順に積層した
請求項１に記載の感熱記録媒体。
【請求項３】
第１の発色層内に前記第１の発色要素を配置し、
第２の発色層内に前記発色抑制要素および前記第２の発色要素を混在させて配置し、
第３の発色層内に前記第３の発色要素を配置し、
基板上に前記第３の発色層、前記第２の発色層および前記第１の発色層を順に積層した
請求項１に記載の感熱記録媒体。
【請求項４】
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１〜３のいずれかに記載の感熱記録媒体。
【請求項５】
前記発色抑制要素は、
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１〜４のいずれかに記載の感熱記録媒体。
【請求項６】
感熱記録媒体に対して画像を熱記録するサーマルヘッドと、
前記感熱記録媒体の低温発色機能を抑制するための圧力を加える加圧手段と、
前記低温発色温度で前記感熱記録媒体に画像を形成するように前記サーマルヘッドを制御する処理と、前記感熱記録媒体に前記圧力を加えるように前記加圧手段を制御する処理と、前記感熱記録媒体の中温発色機能の抑制処理を行わずに前記低温発色温度より高い中温発色温度および高温発色温度で前記感熱記録媒体に画像を形成するように前記サーマルヘッドを制御する処理とを順に行う制御手段と
を有する画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記中温発色温度で前記感熱記録媒体に画像を形成する処理を行った後に、前記高温発色温度で前記感熱記録媒体に画像を形成する処理を行う
請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記サーマルヘッドと前記加圧手段とが隣接して位置する
請求項６または請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記サーマルヘッドと前記加圧手段とを一体的に構成し、前記感熱記録媒体に接触する前記サーマルヘッドの加熱面によって前記圧力を加える
請求項６または請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
低温発色温度で加熱して感熱記録媒体に画像を形成する第１の工程と、
前記第１の工程の後に、前記感熱記録媒体を加圧して前記感熱記録媒体の低温発色機能を抑制する第２の工程と、
前記第２の工程の後に、前記感熱記録媒体の中温発色機能の抑制処理を行わずに、前記低温発色温度より高い中温発色温度および高温発色温度で前記感熱記録媒体に画像を形成する第３の工程と
を有する画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感熱記録媒体、並びに当該感熱記録媒体に画像を形成する画像形成装置およびその方法に関する。
【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、画像形成装置および画像形成方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、感熱記録媒体の薄型化、並びに画像形成工程の簡単化が可能な感熱記録媒体、画像形成装置および画像形成方法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の発色要素と、前記第１の温度より低い第２の温度で発色する第２の発色要素と、前記第１の温度より低く前記第２の温度より高い第３の温度で発色する第３の発色要素とを加熱側から順に配置し、予め決められた圧力を受けたことを条件に前記第２の発色要素の発色機能を抑制する発色抑制要素を有する。
【０００９】
このように、請求項１の発明では、予め決められた圧力を受けたことを条件に第１の発色要素の発色機能を抑制する発色抑制要素を内包させることで、紫外線を使わずに第１の発色要素を定着でき、感熱記録媒体の管理が容易になる。
また、請求項１の発明では、第１の発色要素（高温発色要素）と第３の発色要素（中温発色要素）との間に第２の発色要素（低温発色要素）を配置するため、第２の発色要素を発色および発色抑制させた後に第１の発色要素を発色させる際に、第２の発色要素が熱バリアとして機能する。そのため、第３の発色要素の発色抑制要素が不要となり、感熱記録媒体を薄型化できる。また、感熱記録媒体の画像形成時に、第３の発色要素を発色抑制する処理が不要となり、画像形成工程を簡単化および短時間化できる。
なお、請求項１の発明では、発色要素が３つあるため、３色以上の発色が可能である。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、第１の発色層内に前記第１の発色要素を配置し、第２の発色層内に前記第２の発色要素を配置し、第３の発色層内に前記第３の発色要素を配置し、発色抑制層内に前記発色抑制要素を配置し、基板上に前記第３の発色層、前記発色抑制要素、前記第２の発色層および前記第１の発色層を順に積層したことを特徴とする。
このように第２の発色要素と発色抑制要素とを個別の層に配置することで、第２の発色要素の発色環境を、第１の発色要素および第３の発色要素と同じにでき、優れた画質を提供できる。
【００１１】
請求項３の発明は、第１の発色層内に前記第１の発色要素を配置し、第２の発色層内に前記発色抑制要素および前記第２の発色要素を混在させて配置し、第３の発色層内に前記第３の発色要素を配置し、基板上に前記第３の発色層、前記第２の発色層および前記第１の発色層を順に積層したことを特徴としている。
このように、第２の発色層内に前記発色抑制要素および前記第２の発色要素を混在させて配置することで、記録媒体を薄くできると共に、発色抑制機能を効率的に発揮させることができる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１〜３の発明において、前記発色要素が、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。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１〜４の発明において、前記発色抑制要素は、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。
【００１４】
請求項６の発明の画像形成装置は、感熱記録媒体に対して画像を熱記録するサーマルヘッドと、前記感熱記録媒体の低温発色機能を抑制するための圧力を加える加圧手段と、前記低温発色温度で前記感熱記録媒体に画像を形成するように前記サーマルヘッドを制御する処理と、前記感熱記録媒体に前記圧力を加えるように前記加圧手段を制御する処理と、前記感熱記録媒体の中温発色機能の抑制処理を行わずに前記低温発色温度より高い中温発色温度および高温発色温度で前記感熱記録媒体に画像を形成するように前記サーマルヘッドを制御する処理とを順に行う制御手段とを有する。
【００１５】
請求項６の発明では、制御手段の制御に従って、サーマルヘッドが、低温発色温度で前記感熱記録媒体に画像を形成する。
次に、加圧手段が、前記感熱記録媒体に前記圧力を加える。これにより、前記感熱記録媒体の低温発色機能が抑制される。
次に、前記感熱記録媒体の中温発色機能の抑制処理を行わずに、前記サーマルヘッドが、前記低温発色温度より高い中温発色温度および高温発色温度で前記感熱記録媒体に画像を形成する。
このように、請求項６の発明では、請求項１の感熱記録媒体に画像形成を行う場合に、中温発色機能の抑制処理を行わない。これにより、画像形成工程を簡単化および短時間化できる。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記制御手段が、前記中温発色温度で前記感熱記録媒体に画像を形成する処理を行った後に、前記高温発色温度で前記感熱記録媒体に画像を形成する処理を行うことを特徴としている。これにより、高温発色時に、中温発色時のエネルギを利用でき、エネルギ効率がよいと共に、画像形成時間を短縮できる。
【００１７】
請求項８の発明は、請求項６または請求項７の発明において、前記サーマルヘッドと前記加圧手段とが隣接して位置することを特徴としている。
【００１８】
請求項９の発明は、請求項６または請求項７の発明において、前記サーマルヘッドと前記加圧手段とを一体的に構成し、前記感熱記録媒体に接触する前記サーマルヘッドの加熱面によって前記圧力を加えることを特徴としている。
【００１９】
請求項１０の発明の画像形成方法は、低温発色温度で加熱して感熱記録媒体に画像を形成する第１の工程と、前記第１の工程の後に、前記感熱記録媒体を加圧して前記感熱記録媒体の低温発色機能を抑制する第２の工程と、前記第２の工程の後に、前記感熱記録媒体の中温発色機能の抑制処理を行わずに、前記低温発色温度より高い中温発色温度および高温発色温度で前記感熱記録媒体に画像を形成する第３の工程とを有する。
【発明の効果】
【００２０】
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、しかも記録シートを容易に管理することを可能とする感熱記録媒体、画像形成装置および画像形成方法を提供することができる。
また、本発明によれば、感熱記録媒体の薄型化、並びに画像形成工程の簡単化が可能な感熱記録媒体、画像形成装置および画像形成方法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】
【００２１】
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。
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態を説明する。
［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。
本実施形態は、請求項２等の一例に係わる。
本実施形態の図１に示す中温発色カプセル２１が本発明の第３の発色要素の一例であり、低温発色抑制カプセル２３が本発明の発色抑制要素の一例であり、低温発色カプセル２５が本発明の第２の発色要素の一例であり、高温発色カプセル２７が本発明の第３の発色要素の一例である。
また、中温発色層７が請求項２の発明の第３の発色層の一例であり、低温発色抑制層１１が請求項２の発明の発色抑制層の一例であり、低温発色層１３が請求項２の発明の第２の発色層の一例であり、高温発色層１７が請求項２の発明の第１の発色層の一例である。
また、図５に示すサーマルヘッド４５が請求項１１のサーマルヘッドの一例であり、加圧ローラ４９ａ，４９ｂが請求項１１の加圧手段の一例である。
また、図５に示す制御部５１が、請求項１１の制御手段の一例である。
【００２２】
［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、混色防止層９、低温発色抑制層１１、低温発色層１３、混色防止層１５、高温発色層１７および保護層１９を順に積層して構成される。
記録シート１０は、中温発色層７と高温発色層１７との間に低温発色層１３が配置されている。また、低温発色層１３と隣接して低温発色抑制層１１が形成されている。
【００２３】
記録シート１０は、画像形成時に、低温発色層１３内の低温発色カプセル２５が低温発色された後に、加圧されて低温発色抑制カプセル２３が破壊され、低温定着される。その後に、中温発色抑制を行うことなく、中温発色カプセル２１および高温発色層１７がそれぞれ中温発色および高温発色される。
記録シート１０では、高温発色層１７の発色処理時に、低温発色抑制層１１および低温発色層１３が熱バリア層として機能し、中温発色層７が中温発色温度になることを回避する。これにより、中温発色を抑制する必要なく、シートを薄くできると共に、画像形成工程を簡単にできる。
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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以上の中温状態になると、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。
【００２６】
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）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（上記中温状態）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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
混色防止層９は、中温発色カプセル２１と低温発色抑制カプセル２３とが混ざり合って反応することを防止する。
【００３３】
低温発色抑制層１１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、通常圧力（非破壊圧力）状態で、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に示す破壊圧力Ｐ１以上の圧力が加わると、カプセルが破壊状態（あるいは浸透状態）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。
低温発色抑制カプセル２３等のマイクロカプセルの破壊（浸透）圧力は、マイクロカプセルの径と壁厚との関係、並びに壁の材質によって規定される。
【００３４】
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。
なお、本実施形態において、低温発色抑制カプセル２３が内包する低温発色抑制剤がカプセル外部に流出する条件として、温度条件は特に不要である。変形例として、低温発色抑制カプセル２３は、図２に示すように、温度Ｔa（＜Ｔ１）以上で破壊圧力Ｐ１以上の圧力を受けたことを条件に、低温発色抑制機能を発揮するようにしてもよい。
【００３５】
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。
【００３６】
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、１１０℃）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。低温発色カプセル２５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。
【００３７】
混色防止層１５は、低温発色カプセル２５と高温発色カプセル２７とが混ざり合って反応することを防止する。
【００３８】
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℃）以上の高温状態となると、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。
【００３９】
本実施形態において、中温発色カプセル２１、低温発色抑制カプセル２３および高温発色カプセル２７が内包する発色剤と、その外部の顕色剤とが反応する条件として、圧力は不要である。
【００４０】
保護層１９は、低温発色層１３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。
【００４１】
本実施形態において、中温発色層７、低温発色抑制層１１、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、各層への発色の割り当ては、例えば、中温発色層７にイエロー、低温発色抑制層１１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。
【００４２】
［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。
なお、本実施形態で以下に説明するプリンタは一例であり、後述する変形例等に記載するプリンタを用いて記録シート１０に画像を形成してもよい。
【００４３】
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、加圧ローラ４９ａ，４９ｂ、シート搬出部５０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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
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。
【００４６】
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。
【００４７】
記録シート１０の搬送経路におけるサーマルヘッド４５の下流側には、１対の加圧ローラ４９ａ，４９ｂが設けられている。
加圧ローラ４９ａ，４９ｂは、サーマルヘッド４５で加熱して発色した記録シート１０を挟み込んで加圧し、図１に示す記録シート１０の低温発色抑制層１１内の低温発色抑制カプセル２３に圧力を加えて、低温発色抑制カプセル２３内の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。
加圧ローラ４９ａ，４９ｂは、加圧後の記録シート１０を、再度、サーマルヘッド４５に向けて送り出すシート送りローラとしての機能も併せ持つ。
【００４８】
シート搬出部５０は、発色および定着を終えた記録シート１０を搬出口（図５中左側）に向けて搬出する際の経路となる。
【００４９】
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。
【００５０】
以下、図５〜図７を参照して、プリンタ４０の動作例を説明する。
図７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。
【００５１】
ステップＳＴ０：
図５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。
【００５２】
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。
【００５３】
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に発熱させる。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で低温加熱され、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。
【００５４】
ステップＳＴ３：
ステップＳＴ２に続いて、制御部５１からの制御に基づいてプラテンローラ４７が記録シート１０を加圧ローラ４９ａ，４９ｂに向けて搬送する。記録シート１０は、図２に示すように、温度Ｔａで、加圧ローラ４９ａ，４９ｂによって破壊圧力Ｐ１で加圧される。これにより、図１に示す低温発色抑制層１１内の低温発色抑制カプセル２３が破壊され、低温発色抑制カプセル２３内の低温発色抑制剤がカプセル外部に流出し、低温発色層２２３における低温発色剤と顕色剤との反応が抑制される。すなわち、低温発色について定着が行われる。なお、温度Ｔａが常温の場合には、ステップＳＴ３において加圧ローラ４９ａ，４９ｂによる加熱は不要である。
【００５５】
ステップＳＴ４：
制御部５１からの制御に基づいて、加圧ローラ４９ａ，４９ｂがステップＳＴ３とは逆向きに回転し、記録シート１０をサーマルヘッド４５に向けて再び搬送する。
【００５６】
ステップＳＴ５：
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に発熱させる。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で中温加熱され、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。
なお、中温発色時の加熱時間は、後に行われる高温発色時に比べて長く規定される。
【００５７】
ステップＳＴ６：
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に発熱させる。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で高温加熱され、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。
【００５８】
なお、本実施形態のプリンタは、好ましくは、高温発色時の加熱時間を中温発色時に比べて短くする。
このとき、高温発色層１７と中温発色層７との間には、混混色防止層１５、低温発色層１３、低温発色抑制層１１および混色防止層９によって構成される厚い層が熱バリア層として介在する。そのため、高温加熱時間が短ければ、中温発色層７を定着しなくても、上記熱バリア層による熱伝達時間（遅延時間）により、中温発色層７を発色させずに高温発色層１７を発色させることができる。
【００５９】
上記ステップＳＴ５，ＳＴ６の動作は、図５の構成のプリンタのサーマルヘッド４５において１ヘッドで温度と時間を制御することにより、高温発色と中温発色とを連続して行うことができる。
【００６０】
ステップＳＴ７：
制御部５１からの制御に基づいてプラテンローラ４７が回転し、記録シート１０が図５中左側の搬出口に向けて搬送される。
【００６１】
以上説明したように、記録シート１０によれば、中温発色層７と高温発色層１７との間に、混色防止層９、低温発色抑制層１１、低温発色層１３および混色防止層１５を熱バリア層として介在させる。そのため、中温発色層７の発色抑制層を設ける必要がなく、記録シート１０の構成を簡単にできる（記録シート１０を薄くできる）。
【００６２】
また、本実施形態のプリンタ４０によれば、中温発色層７を定着させる必要がないため、中温発色と低温発色とを図５に示すプリンタのサーマルヘッド４５によって１ヘッドで温度と時間を制御することで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加圧ローラ４９ａ，４９ｂが加圧する際に、温度制御が不要であるため、構成および制御を簡単にできる。
また、プリンタ４０によれば、図７に示すように、記録時に記録シート１０の中温発色を高温発色より先に行う。これにより、高温発色では中温発色で得た熱を利用でき、中温発色より先に高温発色を行う場合に比べて、記録時間を短縮できる。
【００６３】
また、記録シート１０によれば、低温発色層１３が定着されるため、低温色の経時変化が抑えられ、優れた耐候性が得られる。
【００６４】
＜第２実施形態＞
上述した第１実施形態では、低温発色抑制カプセル２３および低温発色カプセル２５を個別の層（低温発色抑制層１１および低温発色層１３）に内包した場合を例示したが、本実施形態では、図８に示すように、低温発色層１１３内に低温発色抑制カプセル２３および低温発色カプセル２５を内包する。
【００６５】
図８は、本実施形態で用いる記録シート１１０の断面構成図である。
図８に示すように、記録シート１１０は、例えば、基材１１上に中温発色層７、混色防止層９、低温発色層１１３、混色防止層１５、高温発色層１７および保護層１９を順に積層して構成される。
記録シート１１０は、低温発色層１１３内に低温発色抑制カプセル２３および低温発色カプセル２５を混在させて内包していることを特徴とする。
記録シート１１０は、第１実施形態の記録シート１０と同様にカラー画像を形成できる    
【００６６】
記録シート１１０に画像を形成するプリンタの動作は、第１実施形態のプリンタ４０と同じである。
【００６７】
記録シート１１０およびそのプリンタによっても第１実施形態と同様の効果が得られる。さらに、記録シート１１０によれば、低温発色層１１３内に低温発色抑制カプセル２３および低温発色カプセル２５を混在させて配置することで、シートの厚みを第１実施形態の記録シート１０に比べて薄くできる。
【００６８】
［プリンタの第１変形例］
上述した実施形態では、図５等に示すように、加圧ローラ４９ａ，４９ｂをサーマルヘッド４５とそれぞれ個別に設ける場合を例示したが、例えば、図９に示す構成により、サーマルヘッド５４５の加熱面で記録シート１０等を加圧してもよい。
図９に示す構成では、継ぎ手５２０の一端にサーマルヘッド５４５が固定されている。継ぎ手５２０は、中心軸５２０ａを中心に回転する。継ぎ手５２０の他端は、バネ５４１によって、回転軸５２０ａを中心に継ぎ手５２０を半時計回りに回転する向きに付勢されている。バネ５４１よる付勢力は、サーマルヘッド５４５の加熱面によって記録シート１０等を通常圧力で押す力として作用する。
【００６９】
継ぎ手５２１は、回転軸５２０ａを中心に回転自在に設置され、一端の先端部５２１ａが継ぎ手５２０の一辺に接触している。
また、継ぎ手５２１の他端５２１ｂは、カム５３０の外周に接触している。また、継ぎ手５２１は、バネ５４０の一端が固定されている。カム５３０が回転すると、継ぎ手５２１が回転軸５２０ａを中心として、カム５３０の外周の段差に応じた所定の回転角度幅で時計方向および逆時計方向に交互に回転する。
このとき、継ぎ手５２１が時計方向に最も回転した位置において、先端部５２１ａは継ぎ手５２０を押圧しない。すなわち、バネ５４０の付勢力は、サーマルヘッド５４５には作用しない。
【００７０】
一方、継ぎ手５２１が反時計方向に最も回転した位置において、先端部５２１ａは継ぎ手５２０を押圧し、バネ５４０の付勢力はサーマルヘッド５４５を記録シート１０に押し付ける向きに作用する。これにより、サーマルヘッド５４５の加熱面によって記録シート１０等を破壊圧力で押す力が生じる。
図９の構成を用いたプリンタでは、制御部５１が、カム５３０の回転を制御することで、サーマルヘッド５４５の加熱面を介して記録シート１０等に加える圧力を制御できる。
【００７１】
当該プリンタでは、複数の加熱温度と加圧の有無を１ヘッドで実現できるため、記録シート１０等に１パスで画像を形成できる。すなわち、記録シート１０等がヘッドと１回接触して通過するだけで画像形成が可能である。これは、サーマルヘッドが高価であることから製造コストの削減に有用であると共に、小型化の要請にも応えられる。
すなわち、ライン型サーマルヘッドを１つで実現する場合には、従来のＴＡ方式では、記録シートをサーマルヘッドに２往復半通過させるため、画像形成時間が長い。また、当該ＴＡ方式は、紫外線ランプと２種類のフィルタの切り替え手段も必要とし、プリンタが大型化してしまう。本実施形態のプリンタは、このような問題を解決できる。
【００７２】
［プリンタの第２変形例］
本発明の実施形態のプリンタは、例えば、図１０に示すように、記録シート１０、１１０，２１０、１０の搬送方向における加圧ローラ４９ａ，４９ｂの下流側に、サーマルヘッド１４５およびプラテンローラ１４７をさらに配置してもよい。
このようにすることで、記録シート１０、１１０，２１０、１０の低温側の発色層の定着を完了した部分から順にサーマルヘッド１４５における高温加熱を行うことができ、図５に示す構成に比べて画像形成時間を短縮できる。
【００７３】
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。
【００７４】
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】
【００７５】
本発明は、感熱シート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】
【００７６】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態の記録シートの構成図である。
【図２】図２は、図１に示す記録シート内の高温発色カプセル、低温発色カプセルおよび低温発色抑制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作用を説明ための図である。
【図５】図５は、本発明の第１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、本発明の第１実施形態のプリンタの画像形成動作を説明ための図５の続きの図である。
【図７】図７は、本発明の第１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。
【図８】図８は、本発明の第２実施形態の変形例に係わる記録シートの構成図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態のプリンタの第１の変形例を説明ための図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態のプリンタの第２の変形例を説明ための図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０，１１０‥記録シート、５‥基材、７‥中温発色層、９‥混色防止層、１１‥低温発色抑制層、１３‥低温発色層、１５‥混色防止層、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、４１‥シート収容ケース、４３‥シート送りローラ、４５‥サーマルヘッド、４７‥プラテンローラ、４９ａ，４９ｂ‥加圧ローラ
【図１】
2007296713.tif 000003
【図２】
2007296713.tif 000004
【図３】
2007296713.tif 000005
【図４】
2007296713.tif 000006
【図５】
2007296713.tif 000007
【図６】
2007296713.tif 000008
【図７】
2007296713.tif 000009
【図８】
2007296713.tif 000010
【図９】
2007296713.tif 000011
【図１０】
2007296713.tif 000012