JP3462783B2

JP3462783B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3462783B2
Application number: JP05502399A
Authority: JP
Inventors: 実鈴木; 洋織田; 裕行齋藤; 克佳鈴木; 宏一古澤
Original assignee: ペンタックス株式会社
Priority date: 1998-03-06
Filing date: 1999-03-03
Publication date: 2003-11-05
Anticipated expiration: 2019-03-03
Also published as: JPH11314384A

Description

【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）を封入したカプセルの層を有する記録紙および感
熱紙のいずれをも記録紙として、画像データに基づいて
記録紙上に画像を形成する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、インクなどの色材を封入した
カプセルを所定の条件下で破壊することにより記録紙に
画像を形成する画像形成システムが知られている。この
ような画像形成システムで用いられるカプセルは、その
壁膜が光硬化性樹脂製の膜で構成されており、あらかじ
めシート上に当該カプセルの層を形成し、当該カプセル
層を所望の画像パターンに応じて露光した後、圧力を加
えることによって、露光（硬化）されなかったカプセル
が潰れてインクが外に出て、シート上で発色するよう構
成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の画像形成システムでは、使用前のシートの
カプセル層に光が当たると硬化してしまうため、シート
は、光を遮断した状態で保管し、画像形成装置に装填す
る際にもシートに光を当てないように注意する必要があ
る。さらに、使用前（露光前）は、カプセル層の各カプ
セルは軟らかいため、不要な圧力が加わらないように保
管する必要がある。このような保管上の制限から、シー
トは、インスタントカメラのフィルムのように、遮光パ
ッケージに一枚ずつ収容しておかなければならず、取り
扱いが煩わしい上にコストが増し、しかも廃棄物も増す
という問題点があった。

【０００４】一方、カラー画像を形成する画像形成シス
テムとして、特定の熱を加えて色素が封入されたカプセ
ルを発色させ、特定の波長の光の照射によって発色色素
を定着させることにより、カラー画像を形成するシステ
ムも提案されている。しかしながら、このような画像形
成システムでは、シートの全面を露光する場合、大型の
露光装置が必要となり、装置が大型化すると共に消費電
力が増すという問題点があった。また、色毎に光照射・
加熱を繰り返さなければならないため、画像形成の速度
が遅くなるという問題点もあった。

【０００５】本発明は、上記の事情に鑑み、小型化が可
能で、しかもカラー画像の形成だけでなく、一般に用い
られている感熱紙を記録紙として利用することも可能な
画像形成装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の画像形成装置は、所定の温度・圧力環境下
で破壊するよう構成された、壁膜の内部に色材を封入し
て構成されたカプセルの層をシート上に形成して構成し
た感圧・感熱シートと感熱紙とを記録紙として利用可能
で、前記感圧・感熱シートを用いる場合には画像データ
に応じて前記カプセルを選択的に加熱・加圧して前記感
圧・感熱シート上に画像を形成し、前記感熱紙を用いる
場合には前記感熱紙を選択的に加熱して画像を形成する
画像形成装置であって、前記記録紙を搬送する搬送手段
と、前記記録紙の搬送方向に沿って複数の発熱素子が直
線状に配置された複数のサーマルヘッドと、前記複数の
サーマルヘッドを、前記記録紙の搬送方向と直交する方
向に、前記記録紙に対し相対移動させる移動手段と、前
記記録紙の、前記複数のサーマルヘッドに対応する部位
を、各サーマルラインヘッド毎に定められた所定の圧力
で加圧する加圧手段と、を有し、前記複数のサーマルヘ
ッドは前記記録紙の搬送方向においては互いの端部が所
定量オーバーラップするように前記記録紙搬送方向に沿
って並べられ、前記記録紙の搬送方向と直交する方向に
おいては、互いに所定の間隔をあけて配置されており、
かつ前記記録紙の搬送方向において同一の長さを有し、
前記搬送手段は、前記感圧・感熱シートを記録紙として
用いる場合には、前記複数のサーマルヘッド１つ分の長
さずつ前記記録紙を搬送し、前記感熱紙を記録紙として
用いる場合には、前記複数のサーマルヘッド全体の長さ
分ずつ前記記録紙を搬送することを特徴としている（請
求項１）。

【０００７】なお、カラー画像を形成するため、前記複
数のサーマルヘッドの発熱温度はそれぞれ異なる温度と
することが好ましい（請求項２）。

【０００８】ここで、前記シートに代えて感熱紙を記録
媒体として用いることができる。この場合、前記複数の
サーマルヘッドは、前記所定量が０となるよう並べられ
ることが好ましい（請求項３）。こうすることにより、
複数のサーマルヘッドにより形成された画像の間に未印
字部分が形成されるのを防ぐことができる。

【０００９】なお、感熱紙を記録媒体として用いる場合
には、前記複数のサーマルヘッドそれぞれが有する発熱
素子の発熱温度中、最も低い温度が前記感熱紙を発色さ
せるために必要な温度以上に設定しておけばよい（請求
項４）。前記加圧手段が、前記複数のサーマルヘッドを
付勢して、各サーマルヘッド毎に定められる所定の圧力
を前記シートにかけるような構成とすることができる
（請求項５）。各圧力は異なる値とする事ができる（請
求項６）。

【００１０】前記画像形成装置は、前記複数のサーマル
ヘッドのそれぞれにストローブ信号を供給して駆動する
駆動手段を有し、各サーマルヘッドに供給されるストロ
ーブ信号の供給開始のタイミングは、前記記録紙の搬送
方向と直交する方向におけるサーマルヘッド間の間隔と
前記移動手段による相対移動の速度より定められる（請
求項７）。また、各サーマルヘッドに供給されるストロ
ーブ信号のタイミングは、前記記録紙の搬送方向と直交
する方向におけるサーマルヘッド間の間隔に対応する画
素数により定めるようにしてもよい（請求項８）。

【００１１】なお、前記カプセルの層を構成するカプセ
ルは、複数色の液状の色材が封入され、同一色の色材は
同一のガラス転移温度を有する壁膜に封入されていて、
かつ異なる色の色材はガラス転移温度の異なる壁膜に封
入された構成であって、ガラス転移温度の高い壁膜ほど
厚みが薄く形成され、ガラス転移温度の低い壁膜ほど厚
く形成されたものとすることができる（請求項９）。あ
るいは、前記複数の異なる色の色材は、異なる融点を有
すると共に常温で固体の色材であり、同一色の色材が封
入されたカプセルの壁膜は同一の圧力で破壊されるよう
形成され、融点の低い色材が封入された壁膜ほど高い圧
力で破壊され、融点の高い色材が封入された壁膜ほど低
い圧力で破壊されるよう形成されたものとすることもで
きる（請求項１０）。

【００１２】前記複数の駆動手段は前記複数のサーマル
ヘッドを前記複数のインクの色に対応した異なる温度で
発熱するよう構成されており、前記加圧手段は、前記複
数のサーマルヘッドそれぞれに対応したインク色のカプ
セルを破壊することのできる圧力を前記複数のサーマル
ヘッドそれぞれの加熱位置で前記カプセルに印加する構
成とすることができる（請求項１１）。

【００１３】請求項１２に記載の画像形成装置によれ
ば、受信した画像データに基づいて、形成される画像が
カラー画像かモノクロ画像かを判定手段により判定する
ことができる。従って、前記画像データがカラー画像の
データかモノクロ画像のデータかにより、前記画像形成
装置の動作を異なる方法で制御することができる（請求
項１３）。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形態
の画像形成装置で用いる画像形成用シート１０の基本構
成を示す図である。シート１０は、基材１１の上に、色
材として液状のインクを封入した微細なカプセル（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色のインクが各々封入された３種類のカプセル
２１、２２、２３が含まれている。カプセル２１、２
２、２３は、直径が数μｍであり、形状記憶樹脂（後
述）で形成された壁膜２１ａ、２２ａ、２３ａを有して
いる。

【００１５】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Ｔ
ｇ以上の温度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（領域ｂ）、ガラス転移温度Ｔｇ以
下ではミクロブラウン運動が凍結してガラス状態を示す
（領域ａ）。即ち、形状記憶樹脂は、ガラス転移温度Ｔ
ｇ以上に加熱することによって自由な形状に変形させる
ことができ、Ｔｇ以下に冷却することによって形状が固
定され、再びＴｇ以上に加熱すると元の形状に戻るもの
である。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。

【００１６】図３に、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、カプセル２１、２２、２３の壁膜２
１ａ、２２ａ、２３ａの各材質は、壁膜２１ａ、２２
ａ、２３ａの順にそのガラス転移温度Ｔｇ１、Ｔｇ２、
Ｔｇ３が高くなる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Ｔｇ
１、Ｔｇ２、Ｔｇ３は、順に７０°Ｃ、１１０°Ｃ、１
３０°Ｃに設定されている。

【００１７】図４には、各カプセルの２１、２２、２３
の断面形状が示されているが、壁膜２１ａ、２２ａ、２
３ａは、この順で厚みが薄くなるよう構成されている。
従って、壁膜２１ａ、２２ａ、２３ａは、ガラス転移温
度が高いものほど厚みが薄く、従って潰れ易く形成され
ている。

【００１８】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の環境下では、シアンのカ
プセル２１は潰れるがマゼンタとイエローのカプセル２
２、２３は潰れない。同様に、領域Ｂの温度・圧力環境
下では、マゼンタのカプセル２２は潰れるがシアンとイ
エローのカプセル２１、２３は潰れない。また、領域Ｃ
の温度・圧力環境下では、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。

【００１９】図５に模式的に示すように、シアンのカプ
セル（図５ではカプセル２１）が潰れると、壁膜２１ａ
の中の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２１
ａは薄い為、インクの色に影響を与えることは無い。な
お、カプセルから出たインクの変色を防止すると共にサ
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。

【００２０】以上のように、第１実施形態のシート１０
を用いると、図３の領域ＡからＣの間で温度・圧力を選
択的に加えることによって、領域Ａではシアンを発色さ
せ、領域Ｂではマゼンタを発色させ、領域Ｃではイエロ
ーを発色させることができる。従って、シアン、マゼン
タ、イエローの各画像を順次形成し、カラー画像を形成
することが可能になる。

【００２１】図６は、本発明の実施の形態であるプリン
タ１０２の印字部の概略構成を示す斜視図である。実施
形態のプリンタ１０２は、シート１０を一方向（図中矢
印Ｙで示す方向）に搬送すると共に、搬送方向と直交す
る方向（図中矢印Ｘで示す方向）にキャリッジ７０を駆
動するタイプのいわゆるシリアルプリンタである。プリ
ンタ１０２は、シート１０を搬送する２つの搬送ローラ
７７，７７と、該搬送ローラ７７，７７の間に設けられ
た平面プラテン７５とを備えている。キャリッジ７０は
平面プラテン７５との間にシート１０を挟んだ状態で、
シート幅方向（Ｘ方向）に駆動される。

【００２２】キャリッジ７０は３つのサーマルヘッド７
１、７２、７３を収納している。サーマルヘッド７１、
７２、７３は、図７に上面図を示すように、シート１０
の搬送方向（Ｙ方向）においては端部がδだけオーバー
ラップするよう配列されており、シート１０の幅方向
（Ｘ方向）においては、互いにΔだけ離して平行に配置
されている。各サーマルヘッドの幅はｗとする。なお、
オーバーラップ分のδは、理想的にはゼロとすることが
できる。しかし、ヘッドの取り付け精度を考慮した場
合、もしも、シート搬送方向においてサーマルヘッド間
に隙間があると、画像形成の際に空白部分（未印字領
域）が形成される。このため、本実施の形態において
は、各サーマルヘッドの端部が、シート搬送方向におい
てオーバーラップするようにしている。

【００２３】サーマルヘッド７１、７２、７３の発熱温
度はそれぞれＴ１、Ｔ２、Ｔ３であり、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ
３となるよう設定されている。なお、Ｔｇ１＜Ｔ１＜Ｔ
ｇ２＜Ｔ２＜Ｔｇ３＜Ｔ３である。また、各サーマルヘ
ッド７１、７２、７３は、キャリッジ７０の筺体に設け
られたばね（図示せず）により、それぞれ付勢力Ｐ１、
Ｐ２、Ｐ３で平面プラテン７５に向けて付勢されている
（ここで、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３である）。サーマルヘッド
７１、７２、７３の発熱温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３及び付勢
力Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、サーマルヘッド７１、７２、７
３がカプセル層１２の各カプセルをそれぞれ図３に示す
領域Ａ、Ｂ、Ｃに対応する温度・圧力まで加熱・加圧で
きる値に設定されている。

【００２４】このように構成されているため、図中矢印
Ｘで示す方向にキャリッジ７０を移動すると共にサーマ
ルヘッド７１、７２、７３を発熱駆動することによっ
て、シアン、マゼンタ、イエローの画像が形成される。
シート１０を所定量（サーマルヘッドの幅からオーバー
ラップ分のδを引いた量：図７においてＬ−δ）だけ搬
送して画像形成の処理を繰り返し行うことにより、フル
カラーの画像を得ることができる。本実施形態では、キ
ャリッジ７０が矢印Ｘ方向に移動する時（往路）のみ画
像形成を行い、矢印Ｘと反対の方向に移動する時（復
路）には画像形成は行わないが、キャリッジ７０の往路
と復路の両方でサーマルヘッドを駆動して画像形成を行
う構成も可能である。

【００２５】なお、このとき、各サーマルヘッドによる
シート１０上でのＸ方向における画像の描き出し位置を
合わせるため、Ｘ方向へのキャリッジ７０の移動開始時
には、ストローブ信号ＳＴＢ１、ＳＴＢ２、ＳＴＢ３は
図１３に一例を示すように、異なるタイミングで出力が
開始される。すなわち、各サーマルヘッド７１、７２、
７３による画像形成開始のタイミングを図１３のように
シフトさせることにより、結果として各サーマルヘッド
７１、７２および７３により形成される画像はＸ方向に
おいて同じ位置から始まることになる。

【００２６】図１３に示すように、Ｘ方向において最も
内側のサーマルヘッド７３を駆動するためのストローブ
信号ＳＴＢ３がまず出力されて、サーマルヘッド７３に
よる画像形成が開始される。ストローブ信号ＳＴＢ３の
立ち上がりから時間ＴＤだけ遅れてストローブ信号ＳＴ
Ｂ２の出力が開始される。ここで、時間ＴＤは、キャリ
ッジ７０のＸ方向の移動速度をＶとすると、ＴＤ＝（Δ
＋ｗ）／Ｖにより求められる時間である。同様にして、
ストローブ信号ＳＴＢ２の立ち上がりから時間ＴＤ遅れ
てストローブ信号ＳＴＢ１が出力される。なお、図１３
の例では、各サーマルヘッドがＸ方向において３画素分
ずつ離れている。従って、ＳＴＢ３の３パルス目とＳＴ
Ｂ２の１パルス目が同時に出力され、ＳＴＢ２の４パル
ス目とＳＴＢ１の１パルス目が同時に出力されている。

【００２７】なお、本実施形態では、３つのサーマルヘ
ッド７１、７２および７３は、Ｘ方向において等間隔Δ
で配置されているが、この配置に限られるものではな
く、３つのサーマルヘッドの間隔が等間隔でなくても、
ストローブ信号の開始のタイミングを制御することによ
り、各サーマルヘッドで形成される画像形成領域のＸ方
向における位置は容易に一致させることができる。ま
た、図７では、サーマルラインヘッド７１がＸ方向にお
いて最も外側、サーマルヘッド７３が最も内側になって
いるが、例えば、サーマルヘッド７１と７３をＸ方向に
おいては同位置に配置し、サーマルラインヘッド７２を
Ｘ方向において最も外側あるいは内側としても良い。

【００２８】なお、上記の例ではキャリッジ７０の移動
速度を一定速度Ｖとして時間ＴＤによりストローブ信号
のタイミングを決めているが、ＳＴＢ２、ＳＴＢ１のタ
イミングをＳＴＢ３のパルスに基づいて管理しても良
い。図１３に示す例では、各サーマルヘッドのＸ方向に
おける間隔は、画素３つ分に相当している。すなわち、
最も内側（Ｘ方向）のサーマルヘッド７３に対するスト
ローブ信号ＳＴＢ３が３パルス出力された後（すなわち
３画素分の画像形成処理が行われた後）、次のサーマル
ヘッド７２に対するストローブ信号ＳＴＢ２の出力が開
始され、次いで最も外側のサーマルヘッド７１に対する
ストローブ信号ＳＴＢ１の出力が開始されている。従っ
て、ＳＴＢ３のパルスに基づいて、ＳＴＢ２およびＳＴ
Ｂ１を制御することも可能である。

【００２９】１回の走査（Ｘ方向におけるサーマルヘッ
ドの移動）におけるストローブ信号の終了のタイミング
（すなわち描画領域）は、ＳＴＢ３がまず終了した後
に、時間ＴＤずつ遅れてＳＴＢ２、ＳＴＢ１がそれぞれ
終了する。

【００３０】図８は、本実施の形態のプリンタ１０２の
制御系の概略を示すブロック図である。プリンタ１０２
は、装置全体の動作を制御する制御手段としてＣＰＵ６
０を有する。ＣＰＵ６０にインターフェースＩ／Ｆ６２
を介してパーソナルコンピュータなどの外部機器から画
像信号が入力される。入力された画像信号はシアン、マ
ゼンタ、イエローの各成分毎にビットマップとして展開
されてメモリ６１に格納される。またＣＰＵ６０は搬送
ローラモータドライバ６３を制御し、搬送ローラ７７、
７７を回動駆動するためのモータ６４Ａ、６４Ｂを駆動
する。また、ＣＰＵ６０は、キャリッジモータドライバ
６５を制御して、キャリッジ７０を移動させるためのモ
ータ６６を駆動する。

【００３１】以上のように構成されたプリンタ１０２に
より、シート１０にカラー画像を形成する処理について
説明する。なお、ＣＰＵ６０は入力された画像データに
基づき、形成される画像がカラー画像であることを検知
することができる。

【００３２】各サーマルヘッド７１、７２、７３はそれ
ぞれドライバＩＣ６７、６８、６９に接続されている。
各ドライバＩＣは、ＣＰＵ６０のポートＤＡ１、ＤＡ
２、ＤＡ３から出力される画像データをサーマルヘッド
７１、７２、７３のレジスタにセットする。そして、キ
ャリッジモータドライバ６５を制御してキャリッジモー
タ６６を駆動し、キャリッジを図６におけるＸ方向に所
定の速度で駆動しつつ、ＣＰＵ６０のポートＳＴＢ１、
ＳＴＢ２、ＳＴＢ３から出力されるストローブ信号によ
りサーマルヘッド７１、７２、７３を駆動する。このと
き、サーマルヘッド７１の画像データに対応した発熱素
子が発熱温度Ｔ１で発熱し、同時にサーマルヘッド７１
によりシート１０にＰ１の圧力が加えられるため、シア
ンのカプセル２１のみがつぶれて、画像データに応じた
シアンの画像が、サーマルヘッド７１に対応した、Ｘ方
向に延びる帯状の領域内に形成される。同様に、サーマ
ルヘッド７２によりマゼンタの画像、サーマルヘッド７
３によりイエローの画像が各サーマルヘッドに対応した
帯状の領域内に形成される。

【００３３】次に、ＣＰＵ６０は、搬送ローラモータド
ライバ６３を制御してモータ６４Ａ、６４Ｂを駆動しシ
ート１０をサーマルヘッドの、シート搬送方向における
長さ分（図７におけるＬ−δ）だけ搬送するとともに、
キャリッジ７０を図６におけるシート１０の左端に戻
す。そして、次のデータに基づいて、上記と同様の処理
を行う。以上の処理を繰り返すことにより、シート１０
にはカラー画像が形成されることになる。

【００３４】さらに、上記プリンタ１０２は、記録媒体
として上記のシート１０に代えて、一般に用いられてい
る感熱紙を用いて、モノクロの画像を形成することもで
きる。この場合の処理について次に説明する。

【００３５】モノクロ画像を形成する場合には、サーマ
ルヘッド７１、７２、７３は全てモノクロ画像の形成に
用いられる。モノクロ画像のデータが外部機器からイン
ターフェース６２を介してＣＰＵ６０に入力されると、
ＣＰＵ６０はデータに基づいてモノクロ画像の形成であ
ることを判別する。そして、ＣＰＵ６０は、後述するよ
うにキャリッジドライバ（６５）、ドライバＩＣ（６７
〜６９）を制御する。画像データはビットマップ展開さ
れてメモリ６１に格納される。サーマルヘッド７１、７
２、７３により形成される、帯状の画像形成範囲に対応
したデータ信号をポートＤＡ１、ＤＡ２、ＤＡ３から各
ドライバＩＣ６７、６８、６９に転送する。そして、キ
ャリッジ７０を移動させつつ、データ信号を出力して、
帯状の領域にモノクロ画像を形成する。次に、ＣＰＵ６
０は、搬送ローラモータドライバ６３を制御して、モー
タ６４Ａ及び６４Ｂにより感熱紙を図７における３Ｌ−
３δ分搬送し、次のデータに基づく印字処理を行う。す
なわち、モノクロ画像を形成する場合には、サーマルヘ
ッド７１、７２、７３により３つの帯状の領域に画像が
形成されると、その部分に重ねて画像を形成する必要は
ないため、次の画像未形成部分がサーマルヘッド位置に
到達するまで（すなわち３Ｌ−３δ）記録紙（感熱紙）
を搬送する。従って、モノクロ画像形成の際には、高速
に（カラー画像形成の場合の約３倍の速度で）画像形成
を行うことができる。なおモノクロ画像形成時にも、キ
ャリッジ７０が、矢印Ｘ方向に移動する時（往路）と矢
印Ｘと反対の方向に移動する時（復路）の両方でサーマ
ルヘッドを駆動して画像形成を行う構成も可能であり、
この場合にはより高速に画像形成を行うことができる。

【００３６】なお、ストローブ信号の長さによりサーマ
ルヘッドの発熱量が変化するが、最も発熱量が低く設定
されているサーマルヘッド７１のカラー画像形成時の発
熱量が、感熱紙を発色させるために必要な発熱量を超え
ていれば、カラー画像形成時と同一のストローブ信号を
用いてモノクロ画像の形成を行うことができる。あるい
は、モノクロ画像形成時には、全てのサーマルヘッドが
感熱紙を発色させるために必要な適切な熱量を発生する
よう、ストローブ信号ＳＴＢ１、ＳＴＢ２、ＳＴＢ３の
長さを調整するようにしても良い。

【００３７】上記の実施形態においては、複数のサーマ
ルヘッドはそれぞれ記録紙搬送方向に一列に配列された
発熱素子を有し、サーマルヘッドを記録紙搬送方向と直
交する方向に移動させつつ発熱素子を駆動することによ
り画像を形成している。

【００３８】しかし、記録紙搬送方向と直交する方向に
配列された発熱素子を有するラインヘッドを用いて１行
分の印字を同時に行うようにし、シアン、マゼンタ、イ
エローの各色に対応した３つのラインヘッドを記録紙搬
送方向に沿って所定間隔で配置してもカラー画像形成が
可能であるとともに、高速にモノクロ画像形成を行うこ
とができる。すなわち、記録紙を１印字行分ずつ搬送し
て３つのサーマルヘッドを駆動することにより、カラー
画像を形成することができる。また、感熱紙を用いる場
合には、３つのサーマルヘッドにより３つの帯状の画像
が同時に形成される。従って、サーマルヘッド間の間隔
分だけ感熱紙を１印字行分ずつ搬送して画像形成を行っ
た後、未印字領域がサーマルヘッド位置に到達するまで
感熱紙を搬送して次の画像形成を行うことにより、上記
実施の形態と同様、高速にモノクロ画像の形成を行うこ
とができる。

【００３９】上記の実施の形態では、液体のインクが封
入されたマイクロカプセルを用い、壁膜の破壊条件が、
色毎に、温度および圧力により異なるようになってい
る。以下に、マイクロカプセルの変形例について説明す
る。この変形例では、色材として常温では固体で、色毎
に融点が異なるインクを用いている。

【００４０】図９は、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３つのマイクロカ
プセル１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｙの断面図である。第１お
よび第２の実施形態の場合と同様、シート１０は、基材
１１、カプセル層１２及び保護フィルム１３から構成さ
れている。マイクロカプセル１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｙが
基材１１上でカプセル層１２を形成しており、カプセル
層１２は保護フィルム１３によって覆われている。

【００４１】図１０に示すように、マイクロカプセル１
８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｙの壁膜はそれぞれ弾性係数ＥＣ、
ＥＭ、ＥＹの樹脂により形成されており、その厚みＷ
Ｃ、ＷＭ、ＷＹは、ＷＣ＞ＷＭ＞ＷＹの関係にある。な
お、マイクロカプセルに与える温度範囲（摂氏０〜２５
０度）では、図１１に示すように、実質的に弾性係数Ｅ
Ｃ、ＥＭ、ＥＹの温度変化は無い。

【００４２】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１１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Ｆ
Ｍ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。

【００４３】図１２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図である。図１２の領域
Ｃ（温度が図１１のＴＣ以上ＴＭ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を潰すのに最低限
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。

【００４４】図１２の領域Ｍ（温度が図１１のＴＭ以上
ＴＹ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、壁膜の厚みの違
いのため、イエローのマイクロカプセル１８Ｙ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、この温度域でマゼンタのマイクロカプセル１８Ｍを
潰すのに必要でかつシアンのマイクロカプセル１８Ｃが
潰れないよう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。

【００４５】図１２の領域Ｙ（温度が図１１のＴＹ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
温度域でイエローのマイクロカプセル１８Ｙを潰すのに
必要な圧力でかつマゼンタのマイクロカプセル１８Ｍが
潰れないような（従ってシアンのマイクロカプセル１８
Ｃも潰れないような）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。

【００４６】従って、プリンタ１０２において、マイク
ロカプセル１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｙに加えられる温度と
圧力を図１２に示す条件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。以上のように、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、第１及び第２の実施
形態で説明した画像形成装置を用いてカラー画像を簡単
に形成することができる。

【００４７】上記の実施形態およびその変形例におい
て、サーマルヘッドの数はシアン、マゼンタ、イエロー
の３色に対応した３つのヘッドを用いているが、使用す
る色成分、色の数、従って、サーマルヘッドの数などは
これに限定されるものではなく、上記と異なるものであ
っても本発明を適用することができる。

【００４８】なお、上記の実施形態において、各サーマ
ルヘッドは、形成する画像によっては発熱状態が連続し
てヘッド自体の温度が上昇する場合がある。このため、
サーマルヘッドの発熱状況に応じて（たとえば、発熱駆
動した発熱素子数の履歴などに基づいて）ストローブパ
ルス幅を補正すれば、より適正な温度制御を行うことが
できる。

【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】カプセルが潰れる圧力と温度との関係を示すグ
ラフである。

【図４】各カプセルを模式的に示す断面図である。

【図５】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】実施形態のプリンタの画像形成部分を示す側断
面図である。

【図７】サーマルヘッドの配置を示す上面図である。

【図８】実施形態のプリンタの制御系の概略構成を示す
ブロック図である。

【図９】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１０】マイクロカプセルを示す断面図である。

【図１１】図１０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１２】図１０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１３】サーマルヘッドを駆動するためのストローブ
信号の関係を示すタイミングチャートである。

【符号の説明】

１０シート１１基材１２カプセル層１３保護シート２１、２２、２３カプセル２１ａ、２２ａ、２３ａ壁膜６０ＣＰＵ７１、７２、７３サーマルヘッド７５プラテン１０２プリンタ６７、６８、６９ドライバＩＣ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木克佳東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学工業株式会社内 (72)発明者古澤宏一東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学工業株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/32 B41M 5/165 B41M 5/26 B41M 5/34

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の温度・圧力環境下で破壊するよう
構成された、壁膜の内部に色材を封入して構成されたカ
プセルの層をシート上に形成して構成した感圧・感熱シ
ートと感熱紙とを記録紙として利用可能で、前記感圧・
感熱シートを用いる場合には画像データに応じて前記カ
プセルを選択的に加熱・加圧して前記感圧・感熱シート
上に画像を形成し、前記感熱紙を用いる場合には前記感
熱紙を選択的に加熱して画像を形成する画像形成装置で
あって、前記記録紙を搬送する搬送手段と、前記記録紙の搬送方向に沿って複数の発熱素子が直線状
に配置された複数のサーマルヘッドと、前記複数のサーマルヘッドを、前記記録紙の搬送方向と
直交する方向に、前記記録紙に対し相対移動させる移動
手段と、前記記録紙の、前記複数のサーマルヘッドに対応する部
位を、各サーマルラインヘッド毎に定められた所定の圧
力で加圧する加圧手段と、を有し、前記複数のサーマルヘッドは前記記録紙の搬送方向にお
いては互いの端部が所定量だけオーバーラップするよう
に前記記録紙搬送方向に沿って並べられ、前記記録紙の
搬送方向と直交する方向においては、互いに所定の間隔
をあけて配置されており、かつ前記記録紙の搬送方向に
おいて同一の長さを有し、前記搬送手段は、前記感圧・感熱シートを記録紙として
用いる場合には、前記複数のサーマルヘッド１つ分の長
さずつ前記記録紙を搬送し、前記感熱紙を記録紙として
用いる場合には、前記複数のサーマルヘッド全体の長さ
分ずつ前記記録紙を搬送することを特徴とする画像形成
装置。
【請求項２】サーマルヘッド毎に、前記複数の発熱素
子の発熱温度が異なることを特徴とする請求項１に記載
の画像形成装置。
【請求項３】前記複数のサーマルヘッドは、前記所定
量が０となるように並べられていることを特徴とする請
求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】各サーマルヘッドが有する発熱素子の発
熱温度中、最も低い温度が前記感熱紙を発色させるため
に必要な温度以上であることを特徴とする請求項２また
は３に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記加圧手段は、前記複数のサーマルヘ
ッドがそれぞれ前記シートに前記所定の圧力をかけるよ
う、前記複数のサーマルヘッドを付勢していることを特
徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記加圧手段は、前記複数のサーマルヘ
ッドそれぞれを異なる圧力で付勢することを特徴とする
請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】前記画像形成装置は、前記複数のサーマ
ルヘッドのそれぞれにストローブ信号を供給して駆動す
る駆動手段を有し、各サーマルヘッドに供給されるスト
ローブ信号の供給開始のタイミングは、前記記録紙の搬
送方向と直交する方向におけるサーマルヘッドによる印
字位置間の間隔と前記移動手段による相対移動の速度よ
り定められることを特徴とする請求項１に記載の画像形
成装置。
【請求項８】前記画像形成装置は、前記複数のサーマ
ルヘッドのそれぞれにストローブ信号を供給して駆動す
る駆動手段を有し、各サーマルヘッドに供給されるスト
ローブ信号のタイミングは、前記記録紙の搬送方向と直
交する方向におけるサーマルヘッド間の間隔に対応する
画素数により定められることを特徴とする請求項１に記
載の画像形成装置。
【請求項９】前記カプセルの層は複数色の液状の色材
が封入されたカプセルを有し、前記カプセルは、同一色
の色材は同一のガラス転移温度を有する壁膜に封入さ
れ、異なる色の色材はガラス転移温度の異なる壁膜に封
入された構成であって、ガラス転移温度の高い壁膜ほど
厚みが薄く形成され、ガラス転移温度の低い壁膜ほど厚
く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画
像形成装置。
【請求項１０】前記複数の異なる色の色材は、異なる
融点を有すると共に常温で固体の色材であり、同一色の
色材が封入されたカプセルの壁膜は同一の圧力で破壊さ
れるよう形成され、融点の低い色材が封入された壁膜ほ
ど高い圧力で破壊され、融点の高い色材が封入された壁
膜ほど低い圧力で破壊されるよう形成されていることを
特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項１１】前記複数の駆動手段は前記複数のサー
マルヘッドを前記複数のインクの色に対応した異なる温
度で発熱するよう構成されており、前記加圧手段は、前
記複数のサーマルヘッドそれぞれに対応したインク色の
カプセルを破壊することのできる圧力を前記複数のサー
マルヘッドそれぞれの加熱位置で前記カプセルに印加す
ることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項１２】受信した画像データに基づいて、形成
される画像がカラー画像かモノクロ画像かを判定する、
判定手段を有することを特徴とする請求項１に記載の画
像形成装置。
【請求項１３】前記画像データがカラー画像のデータ
かモノクロ画像のデータかにより、前記画像形成装置の
動作を異なる方法で制御する制御手段を有する請求項１
２に記載の画像形成装置。