CN101541547A - 多色热成像方法和热印刷机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多色直接热成像方法，其中多色图像形成于热成像构件中，所述热成像构件中包括至少第一种和第二种不同的成像组合物；还提供了用于实施本发明的热印刷机。当所述第一种成像组合物处于第一基线温度(T₁)时，向至少第二种成像组合物施加热量，以在至少第二种成像组合物中形成图像，且当至少第一种成像组合物处于第二基线温度(T₂)时，向至少第一种成像组合物施加热量，以在至少第一种成像组合物中形成图像，其中T₁不同于T₂。

Description

多色热成像方法和热印刷机

相关申请的引用

本申请要求在2005年4月6日递交的，在先临时专利申请系列60/668,702和60/668,800号的利益，此处通过整体引用将它们的内容合并到此文中。

本申请涉及以下共同转让的美国专利申请和专利，据此通过整体引用，将它们的全部揭露内容合并到此文中：

美国专利第6,801,233 B2号；

美国专利第6,906,735 B2号；

美国专利第6,951,952 B2号；

美国专利第7,008,759 B2号；

2004年3月23日递交的美国专利申请系列第10/806,749号，它是美国专利第6,801,233 B2号的分案申请；

美国专利申请公布第US2004/0176248 A1号；(代理人记录号(Attorney docket No.)C-8544AFP)；

美国专利申请公布第US2004/0204317 A1号；(代理人记录号C-8586AFP)；

美国专利申请公布第US2004/0171817 A1号；(代理人记录号C-8589AFP)；和

美国专利申请系列第xx/XXX,XXX号；与本申请同日递交(代理人记录号A-8606AFP US)。

发明领域

本发明大体上涉及一种直接热成像方法和印刷机，且更具体地，涉及一种多色热成像方法以及其中使用的印刷机，其中热量被选择性地施加到热成像构件(thermal imaging member)的至少两个，优选三个成像层(image-forming layer)上，以形成多色图象(multicoloredimage)。

发明背景

直接热成像是这样一项技术，其中，带有至少一个成像层的基底(通常最初是无色的)通过与热印刷头(thermal printing head)接触而被加热，以形成图象。在直接热成像中，不需要油墨、墨粉或热转写色带(thermal transfer ribbon)。而形成图象所需的化学物质存在于所述成像构件自身中。直接热成像一般用来制造黑白图象，且常常用于印刷例如标签和商店收据。在现有技术中已描述过许多为实现多色直接热印刷的尝试。美国专利第6,801,233 B2号提供了各种直接热彩色成像方法的讨论。

本领域已知在热成像应用中要预热热活化印刷头。例如，美国专利第5,191,357号描述了用于在记录介质上记录的记录仪器，其中该仪器包括多个记录元件和用于选择性提供比实际记录水平低的能量的控制单元。也已知在热转写成像方法中要预热热转写油墨层(thermal transfer ink layer)。例如，美国专利第5,529,408号揭露了一种热转写记录方法，其中所述热转写油墨层在热量施加到其上之前被预热，以使油墨开始转移到接收材料上。

随着热成像技术的进步，人们继续努力，以提供能符合新性能要求的热成像材料和热成像方法。

发明概述

因此，本发明的一个目的是提供新的、多色的、直接热成像方法。

本发明的另一目的是提供多色直接热成像方法，其中至少两种，且优选三种不同的成像组合物通过加热而被印色(addressed)，以形成多色图象。

本发明的又一目的在于提供一种多色直接热成像方法，其通过使用具有三个不同成像层的热成像构件来实施。

另一目的在于提供这样的多色直接热成像方法，其中，当热量被施加到热成像构件的特定层时，所述成像构件的至少两个，且优选三个不同的成像层被直接或间接地加热。在一个优选实施方式中，利用至少一个热印刷头将热量施加到最接近所述成像构件表面的层。

在下文中，当描述特定的成像层被加热时，或描述热量被施加到特定的成像层时，要理解的是，这样的加热可以是直接加热(通过例如与热物体接触，或通过吸收光能并在所述层自身中转化成热量)或间接加热(其中，所述热成像构件的邻近区域或层被直接加热，而所考虑的特定层通过从所述直接加热区域的热量扩散而被加热)。

在本发明的一个方面，本发明提供一种多色直接热成像方法，其中在含有至少第一种成像组合物和第二种不同成像组合物的热成像构件中形成多色图象。当所述第一种成像组合物处于第一基线温度(T₁)时，热量被施加到至少所述第二种成像组合物，以在至少所述第二种成像组合物中形成图象，且当第一种成像组合物处于第二基线温度(T₂)时，热量被施加到至少所述第一种成像组合物，以在至少所述第一种成像组合物中形成图象，其中T₁不同于T₂。

在本发明的另一方面，本发明提供一种多色直接热成像方法，其中通过加热热成像构件的至少第一个和第二个不同的成像层来形成图象。根据此方法，当所述第一个成像层处于第一基线温度时，所述第二个成像层被加热以在所述第二个成像层中形成图象，而当所述第一个成像层处于第二基线温度时，它被加热以在所述第一个成像层中形成图象，其中所述第二基线温度不同于所述第一基线温度。

更具体地，根据本发明的一个优选实施方式，在所述第一个成像层处于第一基线温度(T₁)时，热量被施加到所述第二个成像层的特定区域，以在该层中形成图象，且在所述第一个成像层处于第二基线温度(T₂)时，热量被施加到所述第一个成像层的区域，该区域对应于上述第二个成像层的特定区域，以在所述第一个成像层中形成图象，在这样的方式中，具有多于一种颜色的图象在所述热成像构件中形成，且其中T₁与T₂不相同。

以上提及的所述第二个成像层的特定区域可以是，例如，图象中的特定象素(pixel)。对应于所述第二个成像层特定区域的所述第一个成像层的区域在此处是用来指这样的区域，即在此区域中，观察者观察到形成于所述第一个成像层中的图象与形成于所述第二个成像层中特定区域的图象重叠。例如，对应于所述第二个成像层特定区域的所述第一个成像层的区域可以是在所述第一个成像层中的相应象素。

在一个优选实施方式中，本发明提供一种直接热成像、多色热成像方法，其中热量被施加到具有至少第一个、第二个和第三个成像层的热成像构件，以在所述热成像构件中形成图象，所述第一个、第二个和第三个成像层分别具有Ta₁、Ta₂和Ta₃的活化温度(activatingtemperature)。根据本方法，在所述第一个成像层处于第一基线温度(T₁)时，热量被施加到所述第三个成像层上，以在第三个成像层中形成图象；在所述第一个成像层处于第二基线温度(T₂)时，热量被施加到所述第二个成像层上，以在第二个成像层中形成图象；且在所述第一个成像层处于第三基线温度(T₃)时，热量被施加到所述第一个成像层中，以在该层形成图象；其中T₁、T₂和T₃中的至少一个与T₁、T₂和T₃中的至少另一个不相同。

在一个优选实施方式中，所述第三个成像层、第二个成像层和第一个成像层，以该顺序，位于离所述成像构件表面渐远距离的位置。

本发明还提供用于优选方法中的热印刷机，其包括用于传送热成像构件的传送装置、至少第一个和第二个热印刷头和至少一个预热装置，其中每个热印刷头都和所述热成像构件的相同表面接触且每个都具有一排加热元件，该加热元件横穿所述热成像构件的传送方向。

附图简述

为更好地理解本发明以及本发明的其他目的、优点和进一步的特征，结合附图，参考以下本发明各种优选实施方式的详细说明，其中：

图1是可被用于本发明方法中的多色热成像构件的部分示意性的、侧面剖视图；

图2是显示呈现(address)多色热成像构件的单种颜色所需的加热相对时间和温度的图示；

图3是与多色热成像构件接触的热印刷头的示意性、侧面剖视图；

图4是基线温度对向多色热成像构件单个成像层提供图象信息所需热量的影响的粗略近似图示；

图5是可用于本发明方法中的另一多色热成像构件的部分示意性、侧面剖视图；

图6是与和多色热成像构件接触的热印刷头结合的预热元件的示意性、侧面剖视图；

图7是本发明热印刷机的示意图；

图8是显示使用多色热成像方法可得到的色域的图表；

图9是显示使用本发明优选实施方式可得到的色域的图表；

图10是显示使用本发明另一优选实施方式可得到的色域的图表。

优选实施方式的描述

本发明的具体优选实施方式将参照附图来描述，该附图图示了和此热成像方法一起使用的热成像构件。现参考图1，可见热成像构件10，其包括基底12、三个成像层14、16和18、间隔层20和22，和任选的覆盖层24，其中基底可以是透明的、吸收性的或反射性的，成像层可以分别是青色(cyan)、品红色(magenta)和黄色。

每个成像层都可在被加热到特定温度(此处称为其活化温度)的地方改变颜色，例如从最初的无色变为有色。可选择所述成像层颜色的任何顺序。一个优选的颜色顺序如上所述。另一优选的顺序是所述三个成像层14、16和18的颜色分别是黄色、品红色和青色。

间隔层20优选比间隔层22薄，条件是组成两个间隔层的材料具有基本上相同的热扩散系数。所述间隔层的功能是控制在所述成像构件10内的热扩散。优选地，间隔层22的厚度至少为间隔层20的4倍。

所有设置在基底12上的层在颜色形成之前基本上都是透明的。当所述基底12是反射性的(例如，白色)，形成在成像构件10上的有色图象，通过覆盖层24，对比基底12提供的反射背景而被观察到。设置在基底上的层的透明性保证了印刷在每个成像层中的颜色的组合可被观察到。

在本发明的优选实施方式中，其中所述热成像构件包括至少三个成像层，所有的成像层可被排列在基底的同一侧，或者两个或多个成像层可被排列在基底的一侧，而一个或多个成像层被排列在基底的相对侧。

在本发明方法的优选实施方式中，通过改变两个可调参数，即，温度和时间，使得所述成像层至少部分独立地被印色。通过选择热印刷头的温度和对热成像构件加热的时间段，可根据本发明调节这些参数，以在任何特定情况下获得想要的结果。所以，所述多色成像构件的每个颜色可被单独印刷，或与其他颜色按可选择的比例来印刷。如将被详细描述的，在这些实施方式中，温度-时间域被分成对应于最终图象中想要获得的不同颜色的区域。

根据印刷时间、有效印刷功率(available printing power)和其他因素，可在对所述成像层的印色中实现各种独立度(degrees ofindependence)。术语“独立地”用来指这样的情况，其中印刷一个颜色形成层通常在其他颜色形成层中导致产生非常小，但一般不可见的光密度(密度＜0.05)。同样地，术语“基本上独立的”颜色印刷用来指这样的情况，其中另一成像层或多个成像层的无意中的显色或非故意的显色导致产生可见密度，其密度水平为在多色相片中图象间显色的通常水平(密度＜0.2)。术语“部分独立地”对所述成像层印色用来指这样的情况，其中在被印色的层中的最大密度的印刷导致另一成像层或多个成像层的显色密度高于0.2但不高于约1.0。词语“至少部分独立地”包括以上所述的所有独立度。

所述热成像构件的成像层经历颜色的变化以在所述成像构件中提供所需的图象。所述颜色的变化可以从无色变为有色、从有色变为无色或从一种颜色变为另一种颜色。本申请，包括权利要求中各处使用的术语“成像层”，包括所有这样的实施方式。在颜色的变化是从无色到有色的情况中，具有不同水平光密度(即不同“灰度(graylevel)”)的那种颜色的图象，可通过将所述图象的每个象素中的颜色量从最小密度(基本上是无色的)Dmin改变到最大密度(最大的颜色量形成)Dmax而获得。在颜色变化是从有色到无色的情况中，通过将给定象素中的颜色量从Dmax减小到Dmin来获得不同的灰度，其中理想的Dmin是基本上无色的。

根据本发明的优选实施方式，通过用热印刷头与所述构件的最顶层，即图1图示构件中任选的覆盖层24接触来施加热量，以对成像层14、16和18中的每一个独立地印色。所述第三个成像层14(从基底12计算，即最接近所述热成像构件表面的成像层)的活化温度(Ta₃)高于所述第二个成像层16的活化温度(Ta₂)，Ta₂又高于所述第一个成像层18的活化温度(Ta₁)。离所述热印刷头更远距离的成像层的加热延迟(delay in heating)是由热量通过所述间隔层扩散到这些层所需的时间导致的。这样的加热延迟让离所述热印刷头较近的成像层被加热到高于它们的活化温度，而不会活化它们下方的成像层或多个成像层，即使这些活化温度可以比较低的成像层(那些离所述热印刷头更远的层)的活化温度高很多。所以，当对最上面的成像层14印色时，所述热印刷头被加热到相对高的温度，但维持很短的时间，以至于被转移到所述成像构件的其他成像层上的热量不足以在成像层16或18上提供图象信息。

加热较低的成像层，即那些接近基底12的层(此时为成像层16和18)，是通过维持所述热印刷头在某温度下而完成的，所述温度使得上面的成像层在低于它们的活化温度下保持足够长的时间，以让热量通过它们扩散到较低的成像层。在此方法中，当较低的成像层在被成像时，未在上面的成像层中提供图象信息。根据本发明的方法加热所述成像层可由单个热印刷头的两次印刷过程(pass)来完成，或由超过一个热印刷头中每个印刷头的单次印刷过程来完成，如以下详细描述。

虽然加热成像构件10优选利用热印刷头来进行，但在本发明的实践中，可使用任何对所述热成像构件提供控制加热的方法。例如，可使用调制的光源(例如激光器)。在这种情况下，如本领域中熟知的，必须在所述热成像构件中或与所述成像构件的表面接触，提供用于吸收所述激光器发射波长的光的吸光物。

当热印刷头(或其他接触加热元件)被用来加热所述热成像构件10时，热量从与所述热印刷头接触的层(通常为覆盖层24)扩散进入所述热成像构件体。当光源被用来加热，当光在含有吸光物的层或多个含有吸光物的层中被转换成热时，这些层将被加热，且热量将从这些层扩散至所述热成像构件各处。假如将光源与光吸收层分开的所述热成像构件的层对于要被吸收的波长的光是透明的，则不需要使光吸收层处于所述成像构件的表面。在以下的讨论中，假设被直接加热的层是所述覆盖层24，并假设热量从这层扩散进入所述热成像构件，但相似的讨论也适用于所述热成像构件10的被加热的任何层。

图2是显示对成像层14、16和18印色所需的热印刷头温度和加热时间的图示，假设这些层最初都是在环境温度。图2中图表的轴显示了所述加热时间的对数和与所述热印刷头接触的成像构件10表面的绝对温度的倒数。区域26(相对高的印刷头温度和相对短的加热时间)提供成像层14的成像，区域28(中等印刷头温度和中等加热时间)提供成像层16的成像，且区域30(相对低的印刷头温度和相对长的加热时间)提供成像层18的成像。使成像层18成像所需的时间比使成像层14成像所需的时间长得多。

一般，所选的成像层的活化温度的范围在约90℃到约300℃。所述第一个成像层18的活化温度(Ta₁)优选尽可能低，与运输和储存期间对所述成像构件热稳定性的要求相符，且优选是约100℃或更高。所述第三个成像层14的活化温度(Ta₃)优选尽可能低，与以下要求相符合，即根据本发明的方法，通过该层加热而不使该层活化，可让所述第二个和第三个成像层16和18活化，且优选是约200℃或更高。所述第二个成像层的活化温度(Ta₂)在Ta₁和Ta₃之间，且优选在约140℃到约180℃之间。

用在本发明方法中的热印刷头通常包括基本上呈直线排列的电阻器，该电阻器延伸穿过要印刷图象的整个宽度。在某些实施方式中，所述热印刷头的宽度可小于所述图象的宽度。在这种情况下，所述热印刷头可相对所述热成像构件转移(translated)，以对所述图象的整个宽度印色，或者可使用不止一个热印刷头。当通过向这些电阻器提供电流来提供热脉冲时，所述成像构件通常在与所述热印刷头上电阻器的直线垂直的方向上被传送，同时被成像。热量可通过热印刷头施加到热成像构件10上的时间通常为每图象线(per line ofthe image)约0.001到约100毫秒。该低限可由电子电路的限制(constraints)来确定，而高限由在合理长的时间印刷图象的需要来设定。构成图象的点的间距，在与运动方向平行或横切的方向，一般都为每英寸100-600行(lines)，且不需要每个方向都相同。

图3以示意性的形式显示了典型热印刷头与所述热成像构件之间的接触区域。所述热印刷头32包括基底34，釉面元件(glazeelement)35位于其上。任选地，釉面元件35也包括“釉面突起(glazebump)”36，其曲面从釉面元件35的表面伸出。当存在釉面突起36时，电阻器38位于此釉面突起的表面，或者电阻器38位于所述平釉面元件35的表面。覆盖层或多个覆盖层可沉积在所述电阻器38、釉面元件35和任选的釉面突起36上。釉面元件35和任选的釉面突起36的组合(两者通常都由相同材料组成)在下文中被称为“印刷头釉面”。与基底34热接触(thermal contact)的是受热器40，其通常以某种方式(例如，用风扇)冷却。所述热成像构件10可与所述印刷头釉面(通常通过所述覆盖层或多个覆盖层)热接触，接触的长度明显大于实际的加热电阻器的长度。所以，通常的电阻器可沿所述热成像构件10传送的方向延伸约120微米，而所述热成像构件与所述印刷头釉面间的热接触区域可为200微米或更大。

在图象形成期间，大量的热量从所述电阻器38转移到所述印刷头釉面，故所述印刷头釉面的温度可能升高。根据印刷的速度以及热成像构件与印刷头釉面间接触的精确区域，所述热成像构件10在与所述电阻器38接触时的温度可能不是环境温度。而且，在所述热成像构件10内可能存在温度梯度，以至于各个成像层内的温度不相同。

在所述热成像构件开始被所述电阻器38(或其他适合在所述热成像构件中形成图象的调制热源)加热时的成像层的温度，此处被称为该层的“基线温度”。当调制的热源开始加热所述热成像构件以在所述热成像构件中形成图象时，如果温度梯度存在于成像层中，那么该成像层的基线温度，如此处所用的术语，包含所述梯度内的温度范围。所以，应当理解的是，术语“基线温度”包括可能存在于层中不同区域的温度的范围。

任何导致成像层的基线温度高于环境温度的加热，此处都被称为“预热”。预热可通过如上所述的，热成像构件与印刷头釉面的热接触来实现，或者通过与以下更详细描述的其他预热装置接触来实现。

参考图2对印刷以上给出的每个成像层的时间区域和温度区域的分析，前提是假设所述成像系统的所有三个成像层的基线温度都相同，即都是环境温度。但是，将特定成像层加热到其活化温度所需的能量将取决于其活化温度与其基线温度间的差值。图4显示了根据以下实施例1描述的方法，在每个成像层中印刷最大密度所需的相对能量，其中所述三个层的基线温度每个都是49℃，且层14、16和18的活化温度分别为210℃、161℃和105℃。图4的直线还显示了，根据一个简化的模型，在所述三个成像层中达到Dmax所需的能量如何随着那些层的基线温度的改变而改变。为构建图4所示图表作出的假设是，在特定层中达到Dmax所需的能量随其基线温度的改变而呈线性变化。每条直线都在特定成像层的活化温度处与基线温度轴相交，因为在此温度下，在该层形成全密度不需要额外的能量。可从图4中看出，对于活化温度较低的成像层，随着成像层的基线温度上升，为使其活化而必须由热印刷头提供的热量的相对变化将更大。

例如，现参考图4，成像层14和18的基线温度都为20℃时，在层18中达到最大密度(Dmax)需要提供的能量大约为成像层14中达到Dmax需要提供的能量的1.7倍。但在这些层的基线温度为约68℃时，在层18中达到Dmax需要提供的能量与在层14中达到相同结果需要提供的能量大致相同。高于此温度时，在层18中达到Dmax需要提供的能量要比在层14中达到相同结果必须提供的能量少，且如果不也在层18中达到Dmax，就不可能在层14中达到Dmax。所以，本发明的实践包括控制成像层的基线温度。

以各种不同方法可获得特定成像层的既定基线温度，这些不同方法可导致在成像构件中产生不同的温度梯度，这对本领域的技术人员来说是显然易见的。而且，这些梯度将随时间推移而变化。也可能在成像层本身存在着温度梯度。由于这些原因，以上参考图4给出的分析被视为是简化了的分析，其用来帮助理解本发明，并不有意以任何方式限制本发明。

如以上所述，根据本发明的方法，在所述热成像构件中形成图象的速度限制层是被埋藏得最深的成像层，即图1图示的成像构件中的成像层18。在基线温度为环境温度时，在成像层18中形成图象而不在成像层16中形成图象，需要相对长的热扩散时间，因为大量的热必须在相对低的温度转移进入所述构件，在该温度时将不会在成像层16上提供图象信息。参考图4，可见，向成像层18提供图象信息必须提供的能量受基线温度的改变的影响最显著。所以，根据本发明的优选实施方式，在第一次印刷过程中，当成像层18处于第一基线温度T₁时，热量通过热印刷头施加到成像层14和16上(未必同时)，且随后在第二次印刷过程中，在成像层18处于第二基线温度T₂时，热量施加到成像层18上，其中T₂高于第一基线温度T₁且低于成像层18的活化温度。所述第一基线温度，T₁，优选约为环境温度，即从约10℃到约30℃。所述第二基线温度优选显著高于环境温度。第二基线温度的上限由所述热印刷头的操作温度范围和所述成像层18的活化温度来限定。温度T₂的优选范围是从约30℃到约80℃，且T₂的特别优选温度值在约40℃到约70℃之间。

在成像层上施加热量的第一次和第二次印刷过程可利用单个印刷头依次进行，或者通过两个分开的印刷头来进行，这两个分开的印刷头在热成像构件的传送方向彼此间隔开来且基本上平行地印刷，后一情况的条件是成像层18的基线温度以某种方式在所述两个热印刷头之间被调节。使用多于一个的印刷头排除了在单个印刷头下来回移动成像构件的需要。

也有可能在相同印刷头的单独印刷过程中(或以单独的印刷头)，向成像层14、16和18中的每层单独提供图象信息，条件是当成像层14和16正被成像时，成像层18的基线温度基本上为T₁(即，大约为环境温度且低于T₂)。在这种情况下，在所有三个成像层中形成图象需要总共三次印刷过程。在这些印刷过程的两个中(其中成像层14和16被成像)，成像层18处于基线温度T₁。在第三次印刷过程中，在成像层18中形成图象，层18的基线温度为T₂。

使用三次印刷过程(或三个热印刷头)来在所有三个成像层中形成图象的方法的另一种情况如下所示。成像层14在成像层16和18处于基线温度T[16]₁和T[18]₁时被成像，成像层16在其处于基线温度T[16]₂且成像层18处于基线温度T[18]₂时被成像，而成像层18在其处于基线温度T[18]₃时被成像。在这种情况下，T[18]₃大于T[18]₁或T[18]₂，且T[16]₂大于T[16]₁。

应当注意的是，本发明的单独印刷过程进行的顺序对本发明的实践并不关键。

当利用热印刷头的不止一次印刷过程来在所述热成像构件中形成图象时，不需要使每次印刷过程的热印刷头的速度都相同，也不需要使每次印刷过程的每个成像层的基线温度都相同。根据本发明，使用多次印刷过程在热成像构件中形成图象，在整个印刷系统的优化中提供了显著的灵活性。

直接热成像方法是利用热印刷头的不止一次印刷过程来在热成像构件中形成图象，且在一次印刷过程中的热印刷头的速度不同于至少一次另外的印刷过程中的热印刷头的速度，该方法在与此文同日递交的、共同待审的、共同转让的美国专利申请系列第xx/XXX,XXX号中被描述(代理人记录号A-8606AFP US)，其内容通过整体引用合并到此文中。本发明的方法可这样进行，即以第一种速度进行热印刷头的至少一次印刷过程，且以第二种不同速度进行热印刷头的至少一次印刷过程。

所形成的黄色图象不需要和其他两种减色原色(subtractiveprimary colors)的图象具有一样的灰度。在本发明的一个实施方式中，故意使得用于形成黄色的灰度量少于用于形成其他颜色的灰度量。在极端情况下，可能对黄色成像层使用二元图象(binary image)(即，每个象素只允许是Dmin和Dmax值的图象)。即使具有这样低数量灰度的黄色亚图象(sub-image)，人眼也不能轻易看出整个三色图象质量的损失。如本领域技术人员所熟知的，当交替使用空间分辨率时，可使用高频振动(dithering)来增加视在的灰度数。

虽然本发明已参考具有三个不同成像层的热成像构件来描述，但同样的原理可适用于只包含两个成像层或具有多于三个这样层的成像构件。此外，形成每种颜色所需的成分可位于相同的层，但以某种方式例如通过微囊包封彼此分开。在本发明实践中所有的必须的条件是，形成第一种颜色所需的加热所述热成像构件的特定层(通常是表层，如以上所提及的)的时间要短于形成第二种颜色所需的加热那层的时间，且第一种颜色的活化温度要高于第二种颜色的活化温度。

在透明基底的一侧具有两个成像层且在所述基底的相反一侧具有第三个成像层的热成像构件如图5所示(未按规定比例)。现参考图5，可见成像构件50，其包括基底52、第一个成像层58、间隔层56、第二个成像层54、第三个成像层60、任选的不透明(例如，白色)层62、任选的覆盖层64和任选的背覆层66。在本发明的此优选实施方式中，基底52是透明的。所述覆盖层、成像层、间隔层和背覆层可含有任何以下描述的适合这些层的材料。所述不透明层62可含有颜料，例如聚合基料中的二氧化钛，或者可含有任何例如本领域技术人员熟知的提供反射性、白色覆盖的材料。

利用本发明的方法，如以上所述，当成像层58处于第一基线温度T₁时，可以在第一次印刷过程中在成像层54中形成图像，且如以上所述，当成像层58处于第二基线温度T₂时，可以在第二次印刷过程中在成像层58中形成图像。

如美国专利第6,801,233 B2号所述，在第三个成像层60中形成图象，是通过利用热印刷头在成像构件50的相反一侧印刷而完成的。

当在所述热成像构件中形成图象时，所述构件中任何成像层的基线温度可通过对本领域技术人员是显而易见的各种技术来调节。例如，如图3所示，在由加热元件加热前，热成像构件与所述印刷头釉面的热接触可影响其基线温度。所述印刷头釉面的温度可以各种熟知的方法来调节。如以上在图3中所描述的，热印刷头的釉面元件36通常是与受热器40间接热接触，所述受热器可被加热或冷却。加热可通过独立的电阻加热完成、通过使用加热流体完成、通过照射(例如利用可见光、紫外、红外或微波辐射)完成、通过摩擦完成、通过热空气完成、通过使用印刷头电阻器38自身来完成，或通过本领域技术人员熟知的任何方便的方法完成。所述受热器可通过各种熟知的方法来冷却，这些方法包括使用风扇、冷空气、冷却液体、热电致冷等等。如本领域所熟知的，受热器温度的闭环控制可通过测定其温度来实现，例如通过利用热敏电阻并按需要加热或冷却以维持恒值。

在图象形成期间可使用其他技术来调节所述热成像构件的成像层的基线温度。图6显示了达到此结果的一个这样的方法的例子。现参考图6，可见预热元件70，在热成像构件10遇到印刷头的电阻器之前，所述预热元件接触并加热所述构件10。箭头72表示所述热成像构件移动的方向。在成像层18处于如以上定义的基线温度T₂时，在该层形成图象。所以，在成像层18成像的印刷过程期间，使用预热元件70。成像层18处于基线温度T₁时，成像层14和16在不用预热元件70的情况下被成像。在使用多于一个印刷头的情况中，一个印刷头可装配预热元件70，且用来在成像层18中形成图象，而另一印刷头，无预热元件，可用来在成像层14和16中形成图象。这些热印刷头可以任何顺序印刷，但优选无预热的热印刷头首先与所述热成像构件相遇。当使用单个印刷头时，预热元件70可被移动，以便在成像层14和16被成像的印刷过程期间不和热成像构件10接触。作为选择，成像构件可朝箭头72所示方向相反的方向移动，以便预热元件70只在印刷发生后与所述热成像构件接触。

根据本发明的方法，任何适当的供热构件(heat-providing member)都可被用来预热所述热成像构件。所述预热元件可以是与热印刷头的受热器热接触的热传导垫片，该垫片提供了与热成像构件接触的额外区域。在某些情况下，此垫片也可用作向所述热印刷头的电阻器供应电流的集成电路的盖子，或者它可以作为所述热印刷头的受热器的一部分。作为选择，所述预热元件可包括单独的电阻加热器、供加热流体流通的管道或其他例如本领域普通技术人员所熟知的加热装置。

虽然图6显示了预热被热印刷头印色的成像构件的相同表面，但应理解，所述成像构件可从被热印刷头印色的表面的相对表面来预热。也可能预热所述成像构件的两个表面。

所述成像构件的成像层的基线温度是否会通过与所述预热元件接触而被显著改变，取决于所述构件与所述预热元件接触多长时间，而这取决于在所述热成像构件10的传送方向上它们之间接触的长度以及传送的速度。

如以上提及的，在本发明的一个优选实施方式中，当成像层18处于基本上等于环境温度的基线温度T₁时，成像层14和16在一次印刷过程中被成像，而成像层18在处于显著高于环境温度的基线温度T₂时在第二次印刷过程中被成像。如果与预热元件接触被用来调节成像层18的基线温度，且所述两次印刷过程的速度是相同的，那么所述预热元件的温度，或所述成像构件和所述预热元件间的接触长度，必须在两次印刷过程之间被调节。在实践中，要得到此结果可能会遇到困难。但是，当两次印刷过程不以相同速度进行，可能就不需要调节预热元件的温度或它和成像构件间接触的长度。因为，第一次印刷过程可以很高的速度进行，以便使成像介质没有足够的时间在基本包括成像层18的深度平衡达到预热元件的温度，在此情况下，此层的基线温度仍然基本等于T₁，而第二次印刷过程可以较低的速度进行，有时间让成像层18被加热到基本等于T₂的基线温度。

在特别优选的实施方式中，所述预热元件的温度高于T₁，且所述热成像介质在传送方向上与所述预热元件接触至少约200微米的长度。在本发明的实施方式中，当热印刷头的多次印刷过程中的至少一次以与其他印刷过程中的至少一次的速度不同的速度进行时，例如，在成像层14和16在第一次印刷过程中成像而成像层18在第二次印刷过程中成像的印刷过程中，所述第一次印刷过程优选以约0.8英寸/秒或更大的速度进行，且特别优选以约1英寸/秒或更大的速度进行，而成像层18被成像的第二次印刷过程优选以约0.5英寸/秒或更小的速度进行，且特别优选以约0.3英寸/秒或更小的速度进行。

在本发明方法的另一个特别优选的实施方式中，所述预热元件的温度高于环境温度，所述热成像构件在传送方向与所述预热元件接触的长度至少为约200微米，且使用三次印刷过程。成像层14被成像的一次或多次印刷过程以约0.8英寸/秒或更大的速度进行，且特别优选约1英寸/秒或更大的速度，成像层16被成像的一次或多次印刷过程以约0.8英寸/秒或更大的速度进行，且特别优选约1英寸/秒或更大的速度，成像层18被成像的一次或多次印刷过程以约0.5英寸/秒或更小的速度进行，且特别优选约0.3英寸/秒或更小的速度。

如图7所示，在本发明的另一优选实施方式中，提供包含对所述成像构件10相同表面印色的两个热印刷头80和82的印刷机。每个印刷头80和82包括基本上直线排列的加热元件，所述加热元件在垂直于传送方向的方向在所述热成像构件10上延伸。优选地，在印刷头80和82的加热元件之间，提供有用来预热所述热成像构件的装置84。所述热成像构件10通过传送装置88，在箭头86的方向，被传送经过所述印刷头和预热装置。所述传送装置可以是轧辊，或作为选择，是压板辊或与一个或两个所述热印刷头相抵的辊。本领域的技术人员将熟悉其他传送装置。

如上所述，预热装置84可以是任何对本领域技术人员显而易见的装置(接触加热、照射、热空气等等)。如上所述，预热装置84可以是一个或两个所述热印刷头的印刷头釉面。同样如上所述，印刷头釉面的温度可通过加热或冷却热印刷头的受热器而被调节。

在一个优选实施方式中，当成像层18处于相对低的基线温度时，印刷头80用来对成像构件10的成像层14和16印色，其后预热装置84被用来升高成像层18的基线温度。预热之后，印刷头82被用来在成像层18中形成图象。对层印色可能有其他组合，这对于本领域的技术人员是显而易见的。特别地，成像层14可通过热印刷头80和82的任何一个或两个而被印色。也有可能提供第三个印刷头，可能通过第二个预热装置而与印刷头82分开。

所述热印刷头80和82不需要具有相同的设计。本发明的发明人已发现，对接近于热成像构件表面的成像层(例如成像层14)印色的理想电阻器形状与对埋藏得更深的层(例如成像层18)印色的理想电阻器形状不相同。特别地，在所述热成像构件传送方向具有较短长度的电阻器对于离所述热成像构件的表面更近的成像层是优选的。例如，成像层14可通过长度约90微米的加热元件来印色，而成像层18可通过长度为180微米的加热元件来印色，长度都是在所述热成像构件的传送方向上测定的。如约5微米一样小的加热元件长度的差异都可能是有意义的。另外，理想的是，印刷离所述热成像构件表面更近的成像层所用的其上设有电阻器的印刷头釉面的厚度要薄于为印刷埋藏得更深的层所用的印刷头釉面的厚度。例如，成像层14可被釉面厚度仅为约70微米的热印刷头印色，而成像层18可被釉面厚度为约200微米或更大的热印刷头印色。如约5微米一样小的釉面厚度的差异都可能是有意义的。

每个热印刷头也没有必要每单位长度具有相同数目的电阻器。例如，如美国专利第6,906,736号所述的，可能优选每个热印刷头每单位长度具有不同数目的电阻器。

当预热装置84是热印刷头82的印刷头釉面时，优选在热成像构件10印刷时，热印刷头82维持在与热印刷头80相比不同的(优选更高的)温度。

虽然预热装置84已被描述成为成像构件10提供额外能量，但显然，作为另一种选择，84可能是冷却装置，在这种情况下，热印刷头80可以，例如，用来在成像层18中形成图象，其后其基线温度可被降低且热印刷头82可以用来在成像层14和16中形成图象。对于本领域的技术人员来说，可想到其他组合。

明显地，成像构件10的基底12的相反一侧可被覆盖成像层，该成像层可被热印刷头80和82的任何一个印色(在倒转所述热成像构件后)，或可被额外的热印刷头来印色(在这种情况下，可同时对热成像构件的两侧印色)。

虽然图7中图示的热印刷机参考热印刷头进行了描述，但本领域的技术人员要清楚，80和82可以是任何已调制的或未调制的、可以在热成像构件10中形成图象的加热装置。例如，80和82可以是火印(stamps)或受控照射源，例如激光器或激光器阵列。如以上所述，本领域已熟知，如果光源被用于加热，必须在所述热成像构件中加入吸光物。例如，如美国专利第5,627,014号所描述的，如果要吸收的辐射落在可见区之外，例如，在电磁谱的紫外区或红外区，那么这样的吸光物不需要是可见的。

在本发明的实践中，可能需要调整由热印刷头(或其他加热装置)供应的印刷脉冲，以便补偿由图象中之前(和邻近)象素的印刷产生的在印刷头本身的和热成像构件中的剩余热。这样的热历程补偿可如美国专利第6,819,347 B2号中所描述的一样来进行。

如此文以上所述，本发明的方法可独立形成每种颜色，例如青色、品红色或黄色。所以，在此实施方式中，温度和时间的一种组合将允许选择任何密度的一种颜色而不会产生任何明显的其他颜色。另一种温度和时间的组合将允许选择所述三种颜色的另一种，等等。温度-时间组合的并列(juxtaposition)将允许选择三种减色原色以任何相对量的任何组合。

在本发明的其他实施方式中，成像层的热印色，不是完全独立，而可以基本独立或只是部分独立。各种需要考虑的事项，包括材料性质、印刷速度、能量消耗、材料成本和其他系统需求，可使系统更加缺乏印色独立性(addressing independence)，其结果是颜色“串色(cross-talk)”，即，预期的颜色被另一种颜色污染。虽然根据本发明，独立或基本独立的印色对于相片成像质量很重要，但这个要求可能在某些图象的形成中较不重要，例如，标签或票券，且在这些情况下，这个要求可能出于经济上的考虑(例如改善的印刷速度或较低的成本)而被放弃。

在本发明的实施方式中，当多色热成像构件中单独的成像层的印色非完全独立，而只是基本上或部分地独立，且通过设计，第一种颜色的印刷可产生一定量的第二种颜色，所述成像构件的色域将被减小。因为，如上所述，所述成像构件的色域将受成像条件的影响，所以这些条件可被选择以便针对整个系统的预期应用而使整个系统在有关色域、速度、成本等方面最优化。

根据本发明可使用许多成像技术，包括通过埋藏层的热扩散(如以上详细描述的)、结合计时层(timing layer)的化学扩散或分解、熔化转变和化学阀值。许多这样的成像技术已在美国专利第6,801,233 B2号中详细描述。所有这样的成像技术都可在本发明方法中使用的成像构件中使用。

此处应该注意的是，本发明方法中使用的成像构件的成像层自身可包含两个或多个单独的层或相。例如，当所述成像材料是和显色材料结合使用的无色染料时，所述无色染料和所述显色材料可被安排在分开的层中。

本发明所用的成像构件的成像层可任选地经历不止一种的颜色变化。例如，成像构件10的成像层14(图1)随施加热量的变化，可从无色到黄色到红色。同样地，成像层可以有色形式开始，并通过加热而被脱色。本领域的技术人员将发现，这样的颜色变化可通过使用美国专利3,895,173中描述的成像机制来获得。

任何可被热诱导而改变颜色的材料的组合都可用于成像层中。所述材料可在热量的影响下起化学反应，这样的化学反应或是由于这些材料经物理机制(例如熔化)而被结合在一起所导致的结果，或是通过反应的热加速导致的。所述反应可以是化学可逆的或不可逆的。

热成像构件的基底，例如，基底12，可以是任何适合用于热成像构件中的材料，例如聚合材料或已处理过的纸，且可以是透明的或反射性的。所述基底也可携带有例如增粘层、抗静电层或气体屏蔽层的层。基底12的其上覆盖有成像层18的那一面的对侧面上可具有标记，例如标识语，或者可包含粘性组合物，例如压敏粘合剂。这样的粘合剂可被可剥落的衬垫层保护。所述基底12可以是任何实用的厚度，取决于应用，从约2微米的厚度到厚度约500微米或更厚的卡片纸料。

在优选的实施方式中，至少一个，优选所有的成像层包括作为图象提供材料(image-providing material)的晶形化合物，所述晶形能够被转化成非晶形液体，其中所述化合物的非晶形固有与晶形不同的颜色。一种有色热成像方法和热成像构件，其中至少一个成像层包括这样的化合物，在2004年2月27日递交的、共同转让的美国专利申请系列号10/789,648(美国专利申请公布号US2004/0176248 A1)中被描述和要求保护。

本发明方法中使用的成像构件的成像层，例如，成像构件10的成像层14、16、18，可包含任何上述的成像材料，或任何其他热活化的色料，且通常厚度为约0.5到约4微米，优选约2微米。当所述成像层包括不止一个层时，如上所述，每个组成层通常的厚度为约0.1到约3微米。所述成像层可包含固体材料分散体、包囊液体、活性材料在聚合物基料中形成的非晶形或固体材料或溶液，或任何以上的组合。

从成像构件外层，例如覆盖层24的外表面，到第一个成像层(例如成像层14)与间隔层(例如层20)之间界面的距离优选在约2到5微米之间；从成像构件的外表面到第二个成像层(例如成像层16)与间隔层(例如间隔层22)之间界面的距离优选在约7到约12微米之间，且从成像构件的外表面到第三个成像层(例如成像层18)与基底(例如基底12)之间界面的距离优选至少约28微米。

间隔层，例如间隔层20和22，起绝热层的作用，且可包含任何合适的材料。通常合适的材料包括水溶性聚合物例如聚乙烯醇，或水性胶乳材料例如丙烯酸酯或聚氨基甲酸酯。另外，间隔层20和22可包含无机填料，例如碳酸钙、硫酸钙、硅石或硫酸钡；紫外线吸收剂例如氧化锌、二氧化钛，或有机材料例如苯并三唑；改变相的材料例如有机晶体化合物；等等。在某些实施方式中，间隔层可以是溶剂溶解聚合物，例如聚甲基丙烯酸乙酯。如上所述，如果成像构件中的两个间隔层，例如间隔层20和22包含具有基本相同热扩散系数的材料，优选离被热印刷头接触的成像构件表面较近的间隔层，例如间隔层20，薄于远离所述接触表面的间隔层，例如间隔层22。在优选的实施方式中，较薄的间隔层为约3.5到4微米厚，而较厚的间隔层为约18到20微米厚。

间隔层可由水或有机溶剂涂覆，或可作为层压膜被应用。它们可以是不透明或透明的。当间隔层，例如层20和22中的一个是不透明的，优选基底(例如基底12)是透明的。在优选实施方式中，所述基底是不透明的，而两个间隔层是透明的。

本发明方法中使用的热成像构件也可包含覆盖层。所述覆盖层可包含不止一层。所述覆盖层的功能包括提供与热印刷头接触的耐热表面，提供气体屏蔽性质和紫外线吸收以保护图象，并为图象表面提供合适的表面(例如，不光滑的或光滑的)。优选地，所述覆盖层的厚度不超过2微米。

在本发明的另一实施方式中，成像层14被覆盖在薄基底上，而不覆盖在覆盖层24上，所述薄基底例如厚度小于约4.5微米的聚对苯二甲酸乙二酯，。这可被层叠在成像构件的其它层上。任何涂层和层压的组合都可用来构成成像构件10的结构。

根据本发明，一种特别优选的热成像构件按如下步骤构造。

所述基底是厚度约75微米的填充的、白色聚对苯二甲酸乙二酯基底Melinex 339，可从Dupont Teij in Films，Hopewell，VA获得。

沉积在该基底上的第一层是任选的氧屏蔽层，其包含以下成分：充分水解的聚乙烯醇，例如Celvol 325，可从Celanese，Dallas，TX获得(96.7％重量)；乙二醛(交联剂，3％重量)；和Zonyl FSN(涂料助剂，可从Dupont，Wilmington，DE获得，0.3％重量)。当这层存在时，覆盖率为约1.0g/m²。

直接沉积在所述基底上或沉积在所述任选的氧屏蔽层上的是青色成像层，其包含以下成分：熔点为210℃的青色形成物(cyan color-former)，其类型为前述美国专利第7,008,759号公布的类型(1重量份)；二苯砜(熔点为125℃的热溶剂，作为平均粒子尺寸小于1微米的晶体的水分散体涂覆，3.4重量份)；Lowinox WSP(酚类抗氧化剂，可从Great Lakes Chemical Co.，West Lafayette，IN获得，作为平均粒子尺寸小于1微米的晶体的水分散体涂覆，0.75重量份)；Chinox1790(另一种酚类抗氧化剂，可从Chitec Chemical，Taiwan获得，作为平均粒子尺寸小于1微米的晶体的水分散体涂覆，1重量份)；聚乙烯醇(粘合剂(binder)，Celvol 205，可从Celanese，Dallas，TX获得，2.7重量份)；乙二醛(0.084重量份)和Zonyl FSN(0.048重量份)。此层的覆盖率为约2.5g/m²。

沉积在所述青色形成层上的是含有荧光增亮剂的屏蔽层。此层含以下成分：完全水解的聚乙烯醇，例如，以上提及的Celvol 325，可从Celanese，Dallas，TX获得(3.75重量份)；乙二醛(0.08重量份)；Leucophor BCF P115(荧光增亮剂，可从Clariant Corp.，Charlotte，NC获得，0.5重量份)；硼酸(0.38重量份)和Zonyl FSN(0.05重量份)。此层的覆盖率为约1.5g/m²。

沉积在所述屏蔽层上的是绝热中间层，其包含Glascol C-44(从Ciba Specialty Chemicals Corporation，Tarrytown，NY获得的胶乳，18重量份)、Joncryl 1601(从Johnson Polymer，Sturtevant，WI获得的胶乳，12重量份)和Zonyl FSN(0.02重量份)。此层的覆盖率为约13g/m²。

沉积在所述绝热中间层上的是屏蔽层，其包含完全水解的聚乙烯醇，例如以上提及的Celvol 325，从Celanese，Dallas，TX获得(2.47重量份)；乙二醛(0.07重量份)；硼酸(0.25重量份)；和Zonyl FSN(0.06重量份)。此层的覆盖率为约1.0g/m²。

沉积在所述屏蔽层上的是品红色形成层，其包含熔点为155℃的品红色形成物，其类型为2004年2月27日递交的美国专利申请系列号10/788,963、美国专利申请公布号US2004/0191668 A1中公布的类型(1.19重量份)；酚类抗氧化剂(Anox 29，熔点为161-164℃，从Great Lakes Chemical Co.，West Lafayette，IN获得，作为平均粒子尺寸小于1微米的晶体的水分散体涂覆，3.58重量份)；Lowinox CA22(另一种酚类抗氧化剂，可从Great Lakes Chemical Co.，West Lafayette，IN获得，作为平均粒子尺寸小于1微米的晶体的水分散体涂覆，0.72重量份)；聚乙烯醇(粘合剂，Celvol 205，可从Celanese，Dallas，TX获得，2重量份)；Carboset 325的钾盐(一种丙烯酸共聚物，可从Noveon，Cleveland，OH获得，1重量份)；乙二醛(0.06重量份)和Zonyl FSN(0.06重量份)。此层的覆盖率为约2.7g/m²。

沉积在所述品红色形成层上的是屏蔽层，其包含完全水解的聚乙烯醇，例如，以上提及的Celvol 325，可从Celanese，Dallas，TX获得(2.47重量份)；乙二醛(0.07重量份)；硼酸(0.25重量份)；和ZonylFSN(0.06重量份)。此层的覆盖率为约1.0g/m²。

沉积在此屏蔽层上的是第二绝热中间层，其包含Glascol C-44(1重量份)、Joncryl 1601(可从Johnson Polymer获得的胶乳，0.67重量份)和Zonyl FSN(0.004重量份)。此层的覆盖率为约2.5g/m²。

沉积在所述第二中间层上的是黄色形成层，其包含在2004年2月27日递交的美国专利申请系列号10/789,566、美国专利申请公布号US2004/0204317 A1中描述的Dye XI(熔点为202-203℃)(4.57重量份)、聚乙烯醇(一种粘合剂，Celvol 540，可从Celanese，Dallas，TX获得，1.98重量份)、胶态二氧化硅(Snowtex 0-40，可从Nissan ChemicalIndustries，Ltd Tokoyo，Japan获得，0.1重量份)、乙二醛(0.06重量份)和Zonyl FSN(0.017重量份)。此层的覆盖率为约1.6g/m²。

沉积在所述黄色形成层上的是屏蔽层，其包含完全水解的聚乙烯醇，例如，以上提及的Celvol 325，可从Celanese，Dallas，TX获得(1重量份)；乙二醛(0.03重量份)；硼酸(0.1重量份)；和Zonyl FSN(0.037重量份)。此层的覆盖率为约0.5g/m²。

沉积在所述屏蔽层上的是紫外线阻挡层，其包含纳米微粒级的二氧化钛(MS-7，可从Kobo Products Inc.，South Plainfield，NJ获得，1重量份)、聚乙烯醇(粘合剂，Elvanol 40-16，可从DuPont，Wilmington，DE获得，0.4重量份)、Curesan 199(交联剂，可从BASF Corp.，Appleton，WI获得，0.16重量份)和Zonyl FSN(0.027重量份)。此层的覆盖率为约1.56g/m²。

沉积在所述紫外线阻挡层上的是覆盖层，其包含胶乳(XK-101，可从NeoResins，Inc.，Wilmingtom，MA获得，1重量份)、苯乙烯/马来酸共聚物(SMA 17352H，可从Sartomer Company，Wilmington，PA获得，0.17重量份)、交联剂(Bayhydur VPLS 2336，可从BayerMaterialScience，Pittsburgh，PA获得，1重量份)、硬脂酸锌(HidorinF-115P，可从Cytech Products Inc.，Elizabethtown，KY获得，0.66重量份)和Zonyl FSN(0.04重量份)。此层的覆盖率为约0.75g/m²。

使用以上所述优选的热成像构件印刷黄色图象的最佳条件如下。热印刷头参数：

每英寸的象素：  300

电阻器尺寸：    2×(31.5×120)微米

电阻：          3000欧姆

釉面厚度：      110微米

压力：          3lb/线性英寸(linear inch)

点的式样：      倾斜格栅。

所述黄色形成层如下表所示印刷。行周期时间(line cycle time)被分成75％占空因数(duty cycle)的单个脉冲。所述热成像构件通过与热印刷头釉面在受热器温度接触约0.3mm的距离而被预热。

	黄色印刷
		受热器温度	25℃
Dpi(传送方向)	300
		电压	38
线速度	6英寸/秒
		脉冲间隔	12.5微秒
使用的脉冲#	8-17

使用以上所述的优选热成像构件印刷品红色图象的最佳条件如下。热印刷头参数：

每英寸的象素：  300

电阻器尺寸：    2×(31.5×120)微米

电阻：          3000欧姆

釉面厚度：      200微米

压力：          3lb/线性英寸

点的式样：      倾斜格栅。

所述品红色形成层如下表所示印刷。行周期时间被分成7.14％占空因数的单个脉冲。所述热成像构件通过与热印刷头釉面在受热器温度接触约0.3mm的距离而被预热。

	品红色印刷
		受热器温度	30℃
Dpi(传送方向)	300
		电压	38
线速度	0.75英寸/秒
		脉冲间隔	131微秒
使用的脉冲#	20-30

使用以上所述的优选热成像构件印刷青色图象的最佳条件如下。热印刷头参数：

每英寸的象素：    300

电阻器尺寸：      2×(31.5×180)微米

电阻：            3000欧姆

釉面厚度：        200微米

压力：            3lb/线性英寸

点的式样：        倾斜格栅。

所述青色形成层如下表所示印刷。行周期时间被分成约4.5％占空因数的单个脉冲。所述热成像构件通过与热印刷头釉面在受热器温度接触约0.3mm的距离而被预热。

	青色印刷
		受热器温度	50℃
Dpi(传送方向)	300
		电压	38
线速度	0.2英寸/秒
		脉冲间隔	280微秒
使用的脉冲#	33-42

实施例

现在将参考特定优选实施方式经由实施例进一步阐明本发明，要理解的是，这些只是示例性的，本发明并不局限于其中描述的材料、成像构件、成像方法等等。所有份数和百分数，除另有说明，都是以重量计。

用于以下所有实施例中的热成像构件如以下步骤制备。

以下的材料被用于制备所述热成像构件：

Celvol 205，从Celanese，Dallas，TX获得的某等级的聚乙烯醇；

Celvol 325，从Celanese，Dallas，TX获得的某等级的聚乙烯醇；

Celvol 540，从Celanese，Dallas，TX获得的某等级的聚乙烯醇；

NeoCryl A-639，从NeoResins，Inc.，Wilmingtom，MA获得；

Glascol TA，从Ciba Specialty Chemicals Corporation，Tarrytown，NY获得的聚丙烯酰胺；

Zonyl FSN，一种表面活性剂，从DuPont Corporation，Wilmington，DE获得；

Pluronic 25R4，从BASF，Florham Park，N.J获得的表面活性剂；

Surfynol CT-111，从Air Products and Chemicals，Inc.，Allentown，PA获得的表面活性剂；

Surfynol CT-131，从Air Products and Chemicals，Inc.，Allentown，PA获得的表面活性剂；

Tamol 731，从ROHM and HAAS Co.Philadelphia，PA获得的表面活性剂；

Triton X-100，从The Dow Chemical Company，Midland，MI获得的表面活性剂；

Hidorin F-115 P，从Cytech Products Inc.，Elizabethtown，KY获得的某等级的硬脂酸锌；

Nalco 30V-25，从ONDEO Nalco Company，Chicago，IL获得的二氧化硅分散体；

RPVC 0.008，从Tekra Corporation，New Berlin，WI获得的，厚度约8密耳的白色硬聚氯乙烯膜基底(film base)；

黄色形成物：在2004年2月27日递交的美国专利申请系列号10/789,566、美国专利申请公布号US2004/0204317 A1中描述的DyeIV(熔点为105-107℃)；

品红色形成物：熔点为155℃的颜色形成物，其类型为2004年2月27日递交的美国专利申请系列号10/788,963、美国专利申请公布号US2004/0191668 A1中描述的类型；热溶剂，Anox 29，熔点为161-164℃，可从Great Lakes Chemical Co.，West Lafayette，IN获得，它和所述品红色形成物结合使用。

青色形成物：熔点为210℃的颜色形成物，其类型为前述的美国专利申请系列号10/788,963中公布的类型。所述成像构件由在基底上施加的连续涂层而制备，其中所述基底是RPVC 0.008。

黄色成像层按如下步骤被涂覆：

将黄色形成物(10g)分散在含有Celvol 205(6.3g的17.6％水溶液)、乙酸甲酯(4g)和水(43.7g)的混合物中，使用装备有玻璃珠的超微磨碎机进行分散，在室温下搅拌24小时。所产生的分散体的总固体含量为18％。

将上述分散体与水和下表所列材料按所述比例混合，制备用于黄色染料形成层的涂料流体。这样制备的涂料组合物被涂覆在RPVC0.008上，涂覆的干燥厚度(dried thickness)为1.9微米。

组分	％涂料流体中的固体
		黄色形成物分散体固体	5.33
Celvol 205	0.27
		硫酸锌	2.65
Zonyl FSN	0.09

随后中间层按如下步骤涂覆：将水与下表所列材料混合，以提供涂料流体，其涂覆在所述黄色成像层上，涂覆的干燥厚度为18微米。

组分	％涂料流体中的固体
		NeoCryl A-639	6.27
Celvol 325	4.68
		Zonyl FSN	0.09

品红色成像层按如下步骤被涂覆：

将品红色形成物(587.50g)分散在含有Surfynol CT-111(26.88g的83％水溶液)、Surfynol CT-131(20.43 g的52％水溶液)、乙酸甲酯(375g)和水(1490.19g)的混合物中，使用装备有玻璃珠的超微磨碎机进行分散，在室温下搅拌21.5小时。所产生的分散体的总固体含量为14.03％。

将熔点为165℃的热溶剂(510g)分散在含有Tamol 731(437.32g的6.86％水溶液，用硫酸调节pH到6.7-6.8)、Celvol 205(340.91g的17.6％水溶液)和水(711.77g)的混合物中，用装备有玻璃珠的超微磨碎机进行分散，在室温下搅拌18.5小时。所产生的分散体的总固体含量为23.29％。

将上述分散体与水和下表所列材料按所述比例混合，制备用于品红色染料形成层的涂料流体。这样制备的涂料组合物被涂覆到以上制备的所述中间层上，涂覆的干燥厚度为1.9微米。

组分	％涂料流体中的固体
		品红色形成物分散体固体	1.67
热溶剂分散体固体	5.07
		Celvol 205	1.67
Zonyl FSN	0.08

第二中间层按如下步骤被涂覆：将水与下表所列材料混合以提供涂料流体，其被涂覆在所述品红成像层上，干燥厚度为3.5微米。

组分	％涂料流体中的固体
		丙烯酸酯、苯乙烯和丙烯酸的共聚物	7.29
Celvol 540	0.55
		Glascol TA	0.15
Zonyl FSN	0.06

青色成像层按如下步骤制备：将青色形成物(705.0g，熔点为207-210℃)分散在含有Surfynol CT-131(14.42g的52％水溶液)、Pluronic 25R4(18.75g的100％活性物)，Triton X-100(18.75g的100％活性物)、乙酸甲酯(437.5g)和水(1312.5g)的混合物中，使用装备有玻璃珠的超微磨碎机进行分散，在室温下搅拌18.5小时。所产生的分散体的总固体含量为26.98％。

将上述分散体与水和下表所列材料按所述比例混合，制备用于青色染料形成层的涂料流体。这样制备的涂料组合物被涂覆在以上制备的第二中间层上，涂覆的干燥厚度为2.0微米。

组分	％涂料流体中的固体
		青色分散体固体	3.8
Celvol 205	2.54
		Zonyl FSN	0.08

覆盖层按如下步骤被涂覆：

将水和下表所列的材料混合，以提供涂料流体，其被涂覆在所述青色成像层上，涂覆的干燥厚度为0.76微米。

组分	％涂料流体中的固体
		Hidorin F-115P	0.63
Celvol 540	1.27
		Nalco 30V-25	1.04
Zonyl FSN	0.09

在以下的实施例I和II中，使用以下的印刷参数：

印刷头：Toshiba F3788B，从Toshiba Hokuto ElectronicsCorporation获得

印刷头宽度：    115mm，108.4印刷宽度

每英寸的象素：  300

电阻器尺寸：    2×(31.5×120)微米

电阻：          1835欧姆

釉面厚度：      65微米

压力：          1.5-2lb/线性英寸

点的式样：      矩形格栅。

实施例I

作为对比，此实施例阐明了一种方法，其中如以上描述而制备的热成像构件在三次印刷过程中被成像，每次都以相同的速度进行，且每次都具有相同的预热量。

所有三种颜色都是以下表中所示的在传送方向的分辨率和行周期时间来印刷的。所述行周期时间被分成95％占空因数的单个脉冲。每种颜色都在单独的印刷过程中使用表中所示的电压和脉冲数来印刷。所述热成像构件通过与在受热器温度的材料接触约0.3mm的距离而被预热。每种颜色都印刷在所述成像构件中的十个区域，每种颜色都从Dmin(使用所显示范围内的最小脉冲数)到Dmax(使用所显示范围内的最大脉冲数)。

	青色	品红色	黄色
				受热器温度	49℃	49℃	49℃
Dpi(传送方向)	600	600	600
				电压	32.5	13.74	8.75
行周期时间	8ms	8ms	8ms
				#脉冲/行	715	715	715
使用的脉冲数	19-39	206-274	550-715

每个色斑(patch)都使用Gretag Ltd.，Switzerland制造的GretagSPM50光密度计来测量。测量条件为：照度＝D50；观察角＝2°；密度标准＝DIN；以白色基底为背景校准，无滤光器。每个色斑相关的CIELab色显示在图8中，其中只显示了a^*和b^*值。在反射光密度为约2.0时的纯色形成物(pure color formers)的a^*和b^*值也显示在图8中。

可从图8中看出，使用此实施例的方法，所有的三种减色原色都可被印刷到所述热成像构件上。

实施例II

此实施例阐明了本发明的方法，其中如上所述制备的热成像构件在三个印刷过程中被成像，每个印刷过程都以相同的速度进行，其中一个具有与另外两个不同的预热量。

所有的三种颜色都在如下表所示的单独印刷过程中被印刷。所述行周期时间被分成95％占空因数的单个脉冲。所述热成像构件通过与在受热器温度的材料接触约0.3mm的距离而被预热。每种颜色都印刷在所述成像构件中的十个区域，每种颜色都从Dmin(使用所显示范围内的最小脉冲数)到Dmax(使用所显示范围内的最大脉冲数)。

	青色	品红色	黄色
				受热器温度	26℃	26℃	49℃
Dpi(传送方向)	600	600	600
				电压	34	15	8.8
行周期时间	8ms	8ms	8ms
				#脉冲/行	715	715	715
使用的脉冲数	18-38	200-280	550-715

每个有色斑点都如以上实施例I中描述的一样来测定。每个色斑相关的CIELab色显示在图9中，其中只显示了a^*和b^*值。在反射光密度为约2.0时的纯色形成物的a^*和b^*值也显示在图9中。

可从图9中看出，使用此实施例的方法，所有的三种减色原色都可被印刷到所述热成像构件上。也可以看出，可获得的色域比实施例I方法的大。黄色与实施例I中的相同，青色与实施例I中的相似，而品红色的色纯度显著大于实施例I中的品红色的色纯度。

在实施例III中，使用以下的印刷参数：

印刷头：      KYT106-12PAN13(Kyocera Corporation，6Takedatobadono-cho，Fushimi-ku，Kyoto，Japan)

印刷头宽度：  3.41英寸(106mm印刷线宽)

每英寸的象素：300

电阻器尺寸：  70x80微米

电阻：        3059欧姆

釉面厚度：    55微米

压力：        1.5-2lb/线性英寸

点的式样：    矩形格栅。

实施例III

此实施例阐明了本发明的方法，其中如上所述制备的热成像构件在两次印刷过程中被成像，两次都以相同的速度进行。在第一次印刷过程中，青色和品红色形成层在约25℃的基线温度被印色。在第二次印刷过程中，黄色形成层在约60℃的基线温度被印色。

两次印刷过程都以在传送方向的400dpi进行。34V的电压被施加到所述热印刷头上。16.7ms的行周期时间被分成1001个具有不同占空因数的单个脉冲，占空因数取决于如下表所示的被印色的成像层。所述热成像构件通过与在受热器温度的材料接触约0.3mm的距离而被预热。每种颜色都印刷在所述成像构件中的十个区域，每种颜色都从Dmin(使用所显示范围内的最小脉冲数)到Dmax(使用所显示范围内的最大脉冲数)。

每个色斑都如以上实施例I中描述的一样被测定。每个色斑相关的CIELab色显示在图10中，其中只显示了a^*和b^*值。在反射光密度为约2.0时的纯色形成物的a^*和b^*值也显示在图10中。

从图10中可看出，使用此实施例的方法，所有的三种减色原色都可被印刷到所述热成像构件上。也可以看出，可获得的色域比实施例I方法的大。黄色与实施例I中的相同，青色与实施例I中的相似，而品红色的色纯度显著大于实施例I中的品红色的色纯度。

虽然本发明已参考其各种优选实施方式被详细的描述，但是本领域的技术人员将认识到，本发明并非局限于此，而是也可对本发明做出本发明本质和权利要求范围内的变化和修改。

Claims (48)

1.一种多色热成像方法，该方法包括：

(a)提供热成像构件，其至少包括具有第一活化温度(Ta₁)的第一种成像组合物和具有第二活化温度(Ta₂)的第二种成像组合物，所述第一种和第二种成像组合物中的每种能形成具有不同于另一种的颜色的图象；

(b)当所述第一种成像组合物处于第一基线温度(T₁)时，对所述热成像构件的特定层的特定区域施加热量，以在所述第二种成像组合物中形成图象；和

(c)当所述第一种成像组合物处于第二基线温度(T₂)时，对所述热成像构件的所述特定层的所述特定区域施加热量，以在所述第一种成像组合物中形成图象；

其中T₁和T₂彼此相差至少约5℃；

由此在所述热成像构件中形成多于一种颜色的图象。

2.权利要求1的方法，其中T₁和T₂比Ta₁或Ta₂低至少约5℃。

3.一种多色热成像方法，该方法包括：

(a)提供热成像构件，其至少包括具有第一活化温度的第一个成像层和具有第二活化温度的第二个成像层，所述第一个和第二个成像层中的每个层能形成具有不同于另一个层的颜色的图象；

(b)当所述第一个成像层处于第一基线温度(T₁)时，加热所述第二个成像层的特定区域，以在所述第二个成像层中形成图象；和

(c)当所述第一个成像层处于第二基线温度(T₂)时，加热对应于所述第二个成像层的所述特定区域的所述第一个成像层的区域，以在所述第一个成像层中形成图象；

其中T₁和T₂彼此相差至少约5℃；

且由此在所述热成像构件中形成多于一种颜色的图象。

4.权利要求3的方法，其中所述第一个成像层的活化温度低于所述第二个成像层的活化温度。

5.权利要求4的方法，其中T₁和T₂比任一所述成像层的活化温度低至少约5℃。

6.权利要求5的方法，其中T₂比T₁高至少5℃。

7.权利要求5的方法，其中T₂比T₁高至少20℃。

8.权利要求4的方法，其中在所述第一个成像层中形成图象之前，所述第一个成像层的基线温度被升高。

9.权利要求3的方法，其中通过第一个热印刷头将热量施加于所述第一个成像层，且通过第二个热印刷头将热量施加于所述第二个成像层。

10.权利要求9的方法，其中所述第一个热印刷头与所述第二个热印刷头具有不同的釉面厚度。

11.权利要求9的方法，其中所述第一个热印刷头包括的加热元件与所述第二个热印刷头的加热元件具有不同尺寸。

12.权利要求9的方法，其中维持所述第一个热印刷头的受热器的温度与所述第二个热印刷头的受热器的温度相差至少约5℃。

13.权利要求9的方法，其中维持所述第一个热印刷头的受热器的温度比所述第二个热印刷头的受热器的温度高至少约5℃。

14.权利要求13的方法，其中在通过所述第一个热印刷头在所述热成像构件中形成图象之前，通过第二个热印刷头在所述热成像构件中形成图象。

15.权利要求9的方法，其中所述第一个热印刷头与所述第二个热印刷头每单位长度的加热元件数不同。

16.权利要求3的方法，其中在热印刷头的第一次印刷过程中，在所述第一个成像层中形成图象，且在相同热印刷头的第二次印刷过程中，在所述第二个成像层中形成图象，其中所述第一次印刷过程可在所述第二次印刷过程之前，或者所述第二次印刷过程可在所述第一次印刷过程之前。

17.权利要求16的方法，其中维持所述第一次印刷过程与所述第二次印刷过程中所述热印刷头的受热器的温度相差至少约5℃。

18.一种多色热成像方法，该方法包括：

(a)提供热成像构件，其至少包括具有第一活化温度的第一个成像层、具有第二活化温度的第二个成像层和具有第三活化温度的第三个成像层，所述第一个、第二个和第三个成像层中的每个层能形成具有不同于任何其他层的颜色的图象；

(b)当所述第一个成像层处于第一基线温度(T₁)时，加热所述第三个成像层的特定区域，以在所述第三个成像层中形成图象；

(c)当所述第一个成像层处于第二基线温度(T₂)时，加热对应于所述第三个成像层的所述特定区域的所述第二个成像层的区域，以在所述第二个成像层中形成图象；和

(d)当所述第一个成像层处于第三基线温度(T₃)时，加热对应于所述第三个成像层的所述特定区域的所述第一个成像层的区域，以在所述第一个成像层中形成图象；

其中T₁、T₂和T₃中的至少一个与T₁、T₂和T₃中的至少另一个相差至少约5℃。

19.权利要求18的方法，其中T₁或T₂比T₃低至少约5℃。

20.权利要求18的方法，其中所述第一个成像层的活化温度比所述第二个或所述第三个成像层的活化温度低至少约5℃。

21.权利要求20的方法，其中所述第一个、第二个和第三个成像层分别具有Ta₁、Ta₂和Ta₃的活化温度，且其中Ta₃＞Ta₂＞Ta₁＞T₃＞T₁或T₂。

22.权利要求21的方法，其中T₃比T₁或T₂高至少5℃。

23.权利要求21的方法，其中T₃比T₁或T₂高至少20℃。

24.权利要求18的方法，其中所述第三个成像层、所述第二个成像层和所述第一个成像层以这样的顺序设置，离所述热成像构件的表面的距离渐增。

25.权利要求18的方法，其中通过第一个热印刷头在两个所述成像层中形成图象，而通过第二个热印刷头在至少第三个成像层中形成图象。

26.权利要求25的方法，其中通过所述第一个热印刷头在至少所述第一个成像层中形成图象，而通过所述第二个热印刷头在至少所述第二个成像层中形成图象。

27.权利要求25的方法，其中所述第一个热印刷头具有与所述第二个热印刷头不同的釉面厚度。

28.权利要求25的方法，其中所述第一个热印刷头包括的加热元件与所述第二个热印刷头的加热元件具有不同尺寸。

29.权利要求25的方法，其中维持所述第一个热印刷头的受热器温度不同于所述第二个热印刷头的受热器温度。

30.权利要求29的方法，其中维持所述第一个热印刷头的受热器温度高于所述第二个热印刷头的受热器温度。

31.权利要求30的方法，其中所述热成像构件表面上的特定点，在被所述第一个热印刷头接触之前，被所述第二个热印刷头接触。

32.权利要求25的方法，其中所述第一个热印刷头与所述第二个热印刷头每单位长度的加热元件数不同。

33.权利要求18的方法，其中在热印刷头的第一次印刷过程中，在两个所述成像层中形成图象，且在相同热印刷头的第二次印刷过程中，在至少所述第一个成像层中形成图象。

34.权利要求33的方法，其中维持所述第一次印刷过程与所述第二次印刷过程中所述热印刷头的温度相差至少约5℃。

35.权利要求18的方法，其中所述加热所述第二个和第三个成像层，以在所述第二个和第三个成像层中形成图象之后，调节所述第一个成像层的基线温度。

36.权利要求35的方法，其中所述第一个成像层的所述基线温度的调节是通过加热所述热成像构件来完成的。

37.一种热印刷机，其包括：

用于传送热成像构件的传送装置；

至少第一个和第二个热印刷头，每个都用于与所述热成像构件的相同表面接触且每个都包含加热元件排，所述加热元件排的方向横跨所述热成像构件的传送方向；和

至少一个预热装置。

38.权利要求37的热印刷机，其中所述预热装置用来在所述第一个热印刷头的加热元件排和所述第二个热印刷头的加热元件排之间的区域加热所述热成像构件。

39.权利要求37的热印刷机，其中所述第一个和第二个热印刷头和所述预热装置在垂直于所述热成像构件的传送方向的方向上基本横跨所述热成像构件。

40.权利要求37的热印刷机，其中所述预热装置是至少一个所述热印刷头的印刷头釉面。

41.权利要求40的热印刷机，其中提供与加热元件排分开的、用于加热至少一个所述热印刷头的印刷头釉面的装置。

42.权利要求37的热印刷机，其中所述预热装置与任何一个热印刷头的印刷头釉面分离开来。

43.权利要求42的热印刷机，其中所述第一个热印刷头、所述第二个热印刷头和所述预热装置各自与所述热成像构件相同表面上的不同位置接触。

44.权利要求42的热印刷机，其中所述预热装置在垂直于所述热成像构件移动的方向横跨所述热成像构件，且在垂直于所述热成像构件移动的方向均匀地加热所述热成像构件。

45.权利要求37的热印刷机，其中所述第一个和所述第二个热印刷头不是相同的。

46.权利要求45的热印刷机，其中所述第一个和所述第二个热印刷头每单位长度具有不同数目的加热元件。

47.权利要求45的热印刷机，其中所述第一个和所述第二个热印刷头具有不同的釉面厚度。

48.权利要求45的热印刷机，其中所述第一个和所述第二个热印刷头具有在垂直于所述加热元件排的方向上平均长度不同的加热元件。

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