JP6659411B2 - 画像形成方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、画像形成方法に関する。

発色する温度の閾値が異なる複数の発色層が積層された記録媒体に対して、レーザ光を照射する際に、発色させる色に応じて、レーザ光の強度やレーザ光の照射時間を変更することにより、フルカラーの画像を形成する方法がある。

特開２００５−１３８５５８号公報 特許第４０９１４２３号公報 特許第３５０９２４６号公報

しかしながら、従来技術においては、記録媒体上に照射されたレーザ光は、熱となり記録媒体内を伝搬していくが、記録媒体において発色層が積層される積層方向だけでなく、当該積層方向と直交する方向にも、当該レーザ光による熱が伝搬してしまうため、記録媒体においてレーザ光が照射されるレーザスポットから記録媒体内部に向かうに従い、発色層において発色する面積が、レーザスポットのスポット径より大きくなり、所望の画像を形成することができない。

実施形態の画像形成方法は、基材上に、第１発色層、断熱層、第２発色層の順に積層された記録媒体に対してレーザ光を照射して画像を形成する画像形成方法である。第１発色層は、第１閾値以上の温度で第１色に発色する。第２発色層は、第１閾値より高い第２閾値以上の温度で第１色とは異なる第２色に発色する。断熱層は、基材上に第１発色層、断熱層、および第２発色層が積層された第１方向と直交する第２方向に、第１熱伝導率の第１断熱層と第１熱伝導率より高い第２熱伝導率の第２断熱層とが積層される。また、実施形態の画像形成方法は、第１断熱層および第２断熱層の其々の２方向への厚さの２倍以上のビームスポットのレーザ光を、記録媒体に照射する工程を含む。

図１は、本実施形態にかかる記録媒体の概要構成の一例を示す図である。 図２は、本実施形態にかかる記録媒体を発色させる処理の一例を説明するための図である。 図３は、従来の記録媒体を発色させる際の課題を説明するための図である。 図４は、本実施形態にかかる記録媒体が有する断熱層の構成の一例を示す図である。 図５は、本実施形態にかかる記録媒体が有する断熱層の構成の一例を示す図である。 図６は、本実施形態にかかる記録媒体が有する断熱層の第１断熱層を空気とした構成の一例を示す図である。 図７は、本実施形態にかかる記録媒体を製造するための方法を示すフローチャートの一例を示す図である。

以下、添付の図面を用いて、本実施形態にかかる画像形成方法について説明する。

図１は、本実施形態にかかる記録媒体の概要構成の一例を示す図である。図１に示すように、記録媒体１００は、基材１０上に、断熱層１１、シアン発色層１２、断熱層１３、マゼンタ発色層１４、断熱層１５、イエロー発色層１６、保護層１７の順に積層して製造される。断熱層１１は、シアン発色層１２から基材１０への熱伝達を減少させる断熱材を含む。シアン発色層１２は、基材１０上に設けられかつ低温閾値ｔ１（第１閾値の一例）以上の温度でシアン（第１色の一例）を発色する示温材料を含む層である。断熱層１３は、シアン発色層１２とマゼンタ発色層１４との間に設けられ、マゼンタ発色層１４からシアン発色層１２への熱伝達を減少させる断熱材を含む。

マゼンタ発色層１４は、シアン発色層１２上に設けられかつ低温閾値ｔ１より高い中温閾値ｔ２（第１閾値または第２閾値の一例）以上の温度でマゼンタ（第１色または第２色の一例）を発色する示温材料を含む層である。断熱層１５は、マゼンタ発色層１４とイエロー発色層１６との間に設けられ、イエロー発色層１６からマゼンタ発色層１４への熱伝達を減少させる断熱材を含む。イエロー発色層１６は、マゼンタ発色層１４上に設けられかつ中温閾値ｔ２より高い高温閾値ｔ３（第２閾値の一例）以上の温度でイエロー（第２色の一例）を発色する示温材料を含む層である。保護層１７は、イエロー発色層１６上に設けられ、断熱層１１，１３，１５、シアン発色層１２、マゼンタ発色層１４、およびイエロー発色層１６を保護する。

本実施形態では、シアン発色層１２が発色するシアン、マゼンタ発色層１４が発色するマゼンタ、およびイエロー発色層１６が発色するイエローの３色によってフルカラーの色を再現可能な記録媒体１００について説明するが、断熱層を介して、異なる温度で異なる色を発色する複数の発色層が積層されている記録媒体１００であれば、これに限定するものではない。

次に、図１および図２を用いて、本実施形態にかかる記録媒体１００を発色させる処理の一例について説明する。図２は、本実施形態にかかる記録媒体を発色させる処理の一例を説明するための図である。

図１に示すように、レーザ記録装置は、記録媒体１００を発色させる場合、記録媒体１００に対してレーザ光を照射する。その際、レーザ記録装置は、レンズ等によって集光されたレーザ光Ｌを記録媒体１００に照射して、記録媒体１００上に、所定の大きさのレーザスポットを形成する。記録媒体１００に照射されたレーザ光は、レーザスポットＳＰＴから熱として、イエロー発色層１６、マゼンタ発色層１４、およびシアン発色層１２へと伝熱される。

シアン発色層１２、マゼンタ発色層１４、およびイエロー発色層１６は、熱が加えられていない初期状態においては無色透明であるが、熱が加えられることによって、発色する。本実施形態では、上述したように、イエロー発色層１６は、高温閾値ｔ３以上の温度の熱によって発色する。マゼンタ発色層１４は、中温閾値ｔ２以上の温度の熱によって発色する。シアン発色層１２は、低温閾値ｔ１以上の温度の熱によって発色する。

よって、レーザ記録装置は、図２（ｃ）に示すように、記録媒体１００のイエロー発色層１６のみを発色させる場合、保護層１７側から、第１強度のレーザ光を、第１時間、記録媒体１００に対して照射する。記録媒体１００に照射されたレーザ光は、保護層１７上に形成されるレーザスポットＳＰＴから、高温閾値ｔ３以上の温度の熱としてイエロー発色層１６に伝熱される。これにより、イエロー発色層１６は、イエローを発色する。その際、記録媒体１００にレーザ光を照射する第１時間を短時間とし、イエロー発色層１６からマゼンタ発色層１４への伝熱を断熱層１５によって減少させることで、マゼンタ発色層１４が発色することを防止する。

また、レーザ記録装置は、図２（ｂ）に示すように、記録媒体１００のマゼンタ発色層１４のみを発色させる場合、保護層１７側から、第１強度より弱い第２強度のレーザ光を、第１時間より長い第２時間、記録媒体１００に対して照射する。記録媒体１００に照射されたレーザ光は、保護層１７上に形成されるレーザスポットＳＰＴから、中温閾値ｔ２以上かつ高温閾値ｔ３より低い温度の熱としてマゼンタ発色層１４に伝熱される。これにより、マゼンタ発色層１４は、マゼンタを発色する。その際、記録媒体１００にレーザ光を照射する第２時間を、シアン発色層１２まで伝熱されない時間とし、マゼンタ発色層１４からシアン発色層１２への伝熱を断熱層１３によって減少させることで、シアン発色層１２が発色することを防止する。記録媒体１００内を伝熱する熱の温度は、高温閾値ｔ３より低いため、イエロー発色層１６は発色しない。

また、レーザ記録装置は、図２（ａ）に示すように、記録媒体１００のシアン発色層１２のみを発色させる場合、保護層１７側から、第２強度より弱い第３強度のレーザ光を、第２時間より長い第３時間、記録媒体１００に対して照射する。記録媒体１００に照射されたレーザ光は、保護層１７上に形成されるレーザスポットＳＰＴから、低温閾値ｔ１以上かつ中温閾値ｔ２より低い温度の熱としてシアン発色層１２に伝熱される。これにより、シアン発色層１２は、シアンを発色する。その際、記録媒体１００にレーザ光を照射する第３時間を、シアン発色層１２まで伝熱される時間とすることで、シアン発色層１２の発色不良を防止できる。記録媒体１００内を伝熱する熱の温度は、中温閾値ｔ２より低いため、イエロー発色層１６およびマゼンタ発色層１４は発色しない。

次に、図３を用いて、従来の記録媒体を発色させる際の課題について説明する。図３は、従来の記録媒体を発色させる際の課題を説明するための図である。従来の記録媒体２００も、図３に示すように、本実施形態の記録媒体１００と同様に、基材１０上に、断熱層２０１、シアン発色層１２、断熱層２０２、マゼンタ発色層１４、断熱層２０３、イエロー発色層１６、保護層１７の順に積層されている。従来の記録媒体２００においては、基材１０上における、断熱層２０１、シアン発色層１２、断熱層２０２、マゼンタ発色層１４、断熱層２０３、イエロー発色層１６および保護層１７が積層される方向（以下、縦方向と言う）だけでなく、当該縦方向と直交する方向（以下、横方向と言う）へも熱が伝搬され、所望の大きさの領域を発色させることが難しい。

具体的には、図３に示すように、保護層１７側からシアン発色層１２に向かってレーザ光を照射した場合、記録媒体２００に照射されたレーザ光は、レーザスポットＳＰＴから熱として横方向にも伝熱される。そして、記録媒体２００の横方向へ熱が伝熱される範囲は、レーザスポットＳＰＴから、縦方向に離れる従って大きくなる。そのため、保護層１７側からシアン発色層１２に向かってレーザ光を照射した場合、イエロー発色層１６は、レーザスポットＳＰＴのスポット径とほぼ同じ大きさの領域が発色する。しかし、シアン発色層１２は、レーザスポットＳＰＴのスポット径より大きい領域が発色してしまい、所望の画像を記録することができない。記録媒体２００に照射するレーザ光のスポット径は、レーザ光の波長やレンズの性能によって、所定のスポット径以下にすることはできない。よって、レーザスポットＳＰＴから離れた発色層において、レーザスポットＳＰＴのスポット径とほぼ同じ大きさの領域を発色させるためには、記録媒体２００内における横方向への熱の伝搬を低減させる必要がある。

そこで、本実施形態の記録媒体１００では、断熱層１３，１５を、横方向への熱の熱伝導率が、縦方向への熱の熱伝導率より低い断熱層とする。すなわち、イエロー発色層１６からマゼンタ発色層１４へ熱が伝熱される場合およびマゼンタ発色層１４からシアン発色層１２へ熱が伝熱される場合における、横方向への熱の伝搬を低減させる。これにより、レーザスポットＳＰＴから離れたマゼンタ発色層１４およびシアン発色層１２に対して、レーザスポットＳＰＴに近い大きさの領域に対して熱を伝熱することができるので、マゼンタ発色層１４およびシアン発色層１２において、レーザスポットＳＰＴのスポット径に近い大きさの領域を発色させることができる。

図４は、本実施形態にかかる記録媒体が有する断熱層の構成の一例を示す図である。以下の説明では、断熱層１５について説明するが、断熱層１３も同様の構成を有している。図４に示すように、本実施形態の記録媒体１００が有する断熱層１５は、第１熱伝導率λ１の第１断熱層４０１と、当該第１熱伝導率λ１より高い第２熱伝導率λ２の第２断熱層４０２と、が横方向に積層される。すなわち、断熱層１５は、縦方向への熱伝導率が高い、横方向への熱伝導率が低い構造を有する。これにより、イエロー発色層１６からマゼンタ発色層１４へ熱が伝熱される場合に、断熱層１５における横方向への熱の伝搬を低減させることができるので、マゼンタ発色層１４において、熱が伝熱される横方向への面積をレーザスポットＳＰＴのスポット径に近づけて、当該スポット径に近い画像を形成することができる。

また、本実施形態では、第１断熱層４０１の横方向への厚さが、記録媒体１００に照射されるレーザ光のレーザスポットＳＰＴのスポット径の半分以下とする。また、第２断熱層４０２の横方向の厚さも、記録媒体１００に照射されるレーザ光のレーザスポットＳＰＴのスポット径の半分以下とする。そして、断熱層１５は、図４に示すように、横方向に、第１断熱層４０１および第２断熱層４０２が交互に積層されている。すなわち、断熱層１５においてイエロー発色層１６から熱が伝搬される領域に、少なくとも１つの第１断熱層４０１を含めて、断熱層１５内に、第１断熱層４０１を混在させる。これにより、断熱層１５において縦方向へ熱を伝搬する領域に偏りが生じることを防止できるので、マゼンタ発色層１４において、熱が伝熱される領域の形状を、レーザ光のレーザスポットＳＰＴの形状に近づけて、当該レーザスポットＳＰＴの形状に近い画像を形成することができる。

図５は、本実施形態にかかる記録媒体が有する断熱層の構成の一例を示す図である。本実施形態では、第１断熱層４０１は、図５に示すように、横方向に、格子状に設けられている。そして、格子状に形成された第１断熱層４０１の格子の大きさを、記録媒体１００に照射されるレーザ光のレーザスポットＳＰＴのスポット径の半分以下とする。そして、第２断熱層４０２は、格子状に形成された第１断熱層４０１の開口に設けられる。

具体的には、断熱層１５は、横方向と平行なｘ軸方向（第３方向の一例）に第１断熱層４０１と第２断熱層４０２を交互に積層した第１層と、横方向と平行かつｘ軸方向と直交するｙ軸方向（第４方向の一例）に第１断熱層４０１と第２断熱層４０２を交互に積層した第２層と、が縦方向に積層される。これにより、レーザ光の照射元から見て、第１断熱層４０１を横方向に格子状に設ける。

本実施形態では、第１断熱層４０１を、横方向に格子状に設けているが、これに限定するものではなく、第２断熱層４０２を、横方向に格子状に設けても良い。その場合、第１断熱層４０１は、格子状に形成された第２断熱層４０２の開口に設けられる。図６は、本実施形態にかかる記録媒体が有する断熱層の第１断熱層を空気とした構成の一例を示す図である。本実施形態では、第１断熱層４０１は、格子状に形成された第２断熱層４０２の開口に存在する空気により構成される。ここでは、第１断熱層４０１は、空気により形成されるが、第２断熱層４０２より熱伝導率が低いもので形成されていれば良い。

次に、図７を用いて、本実施形態にかかる記録媒体１００の製造方法の流れの一例について説明する。図７は、本実施形態にかかる記録媒体を製造するための方法を示すフローチャートの一例を示す図である。

図７に示すように、本実施形態にかかる記録媒体１００を製造する製造装置は、まず、基材１０上に、断熱層１１を積層する（ステップＳ７０１）。次いで、製造装置は、基材１０および断熱層１１の上に、シアン発色層１２を積層する（ステップＳ７０２）。次に、製造装置は、基材１０、断熱層１１、およびシアン発色層１２の上に、断熱層１３を積層する（ステップＳ７０３）。製造装置は、断熱層１３を積層する際、基材１０、断熱層１１、およびシアン発色層１２を積層した縦方向と直交する横方向に、第１断熱層４０１と第２断熱装置４０２を積層することにより、断熱層１３を形成する。

次に、製造装置は、基材１０、断熱層１１、シアン発色層１２、および断熱層１３の上に、マゼンタ発色層１４を積層する（ステップＳ７０４）。次いで、製造装置は、基材１０、断熱層１１、シアン発色層１２、断熱層１３、およびマゼンタ発色層１４の上に、断熱層１５を積層する（ステップＳ７０５）。製造装置は、断熱層１５を積層する際、断熱層１３と同様に、横方向に、第１断熱層４０１と第２断熱層４０２を積層することにより、断熱層１５を形成する。

その後、製造装置は、基材１０、断熱層１１、シアン発色層１２、断熱層１３、マゼンタ発色層１４、および断熱層１５の上、イエロー発色層１６を積層する（ステップＳ７０６）。最後に、製造装置は、基材１０、断熱層１１、シアン発色層１２、断熱層１３、マゼンタ発色層１４、断熱層１５、およびイエロー発色層１６の上に、保護層１７を積層して記録媒体１００を製造する（ステップＳ７０７）。

このように、本実施形態にかかる記録媒体１００によれば、複数の発色層が積層された記録媒体１００において、レーザ光が照射されるレーザスポットＳＰＴから離れた位置に存在する発色層においても、レーザスポットＳＰＴの形状に近い画像を形成することができる。

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ 基材
１１，１３，１５ 断熱層
１２ シアン発色層
１４ マゼンタ発色層
１６ イエロー発色層
１７ 保護層
４０１ 第１断熱層
４０２ 第２断熱層
ＳＰＴ レーザスポット
Ｌ レーザ光

Claims (4)

1. 基材上に、第１発色層、断熱層、第２発色層の順に積層され、
   前記第１発色層は、第１閾値以上の温度で第１色に発色し、
   前記第２発色層は、前記第１閾値より高い第２閾値以上の温度で前記第１色とは異なる第２色に発色し、
   前記断熱層は、前記基材上に前記第１発色層、前記断熱層、および前記第２発色層が積層された第１方向と直交する第２方向に、第１熱伝導率の第１断熱層と前記第１熱伝導率より高い第２熱伝導率の第２断熱層とが積層される、
   記録媒体に対してレーザ光を照射して画像を形成する画像形成方法であって、
   前記第１断熱層および前記第２断熱層の其々の前記第２方向への厚さの２倍以上のビームスポットのレーザ光を、前記記録媒体に照射する工程、
   を含む画像形成方法。
2. 前記第２方向に、前記第１断熱層および前記第２断熱層が交互に積層される前記断熱層を有する前記記録媒体にレーザ光を照射する請求項１に記載の画像形成方法。
3. 前記第２方向に平行な第３方向、および前記第２方向に平行かつ前記第３方向に直交する第４方向の両方に、前記第１断熱層および前記第２断熱層が交互に積層される前記断熱層を有する前記記録媒体にレーザ光を照射する請求項２に記載の画像形成方法。
4. 前記第２方向に平行な第３方向に前記第１断熱層および前記第２断熱層が交互に積層された第１層と、前記第２方向に平行かつ前記第３方向に直交する第４方向に前記第１断熱層および前記第２断熱層が交互に積層された第２層と、が前記第１方向に積層される前記断熱層を有する前記記録媒体にレーザ光を照射する請求項２に記載の画像形成方法。