JPS61237685A - 光感熱発色方法および光感熱発色媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術的分野〕 本発明は光感熱発色方法およびその光感熱発色方法を使
用した光感熱発色媒体、ざらに詳しくは光の照射による
発熱によって材料を着色せしめることにより、その着色
部を記録とする光記録方法および記録媒体に関するもの
である。

〔発明の背景〕

従来、感熱発色材料としては、市販サーマルプリンタに
プリンタ用紙として用いられる感熱発色紙が代表的なも
のであった。感熱発色紙はロイコ染料と固体有機酸をそ
れぞれ微粒子あるいはマイクロカプセル化してバインダ
材に混ぜて懸濁させた溶液を紙に塗布し、乾燥させて紙
」二にロイコ染料、固体有機酸およびバインダ材の層を
形成させたものである。

このような感熱発色紙の記録方法を第１図に基づき説明
する。第１図は感熱発色紙の正面概念図であり、図中１
１はバインダ、１２ば発色剤（ロイコ染料）のマイクロ
カプセルないし粒子をモデル的に示したもの、１３は顕
色剤（固体Ｍ）のマイクロカプセルないし粒子をモデル
的に示したものを示している。

ます、接触式の熱ペンあるいは熱ヘッドを感熱発色紙の
感熱面に接触させる。この結果、熱が伝達され、この熱
によってバインダ１１中の発色剤１２および顕色剤１３
が溶融ないし拡散し、両者が接触して着色する。このた
め、熱ペンないし熱ヘッドの接触した部分と接触しない
部分にロイコ染料発色によるコン１−ラス１へを生じる
ので、これを記録とする。

このような感熱記録方法によれば、■熱ペン、熱ヘッド
に接触せしめるため、発熱部にスカムが生して発熱面を
汚したり、劣化させる、■接触伝熱のため、感熱材料面
での面内熱伝動が大きく、非接触部にも熱が伝熱し、発
色するため解像度が悪い、などの欠点があった。

このような問題を解決するため、ロイコ染＊：１と固体
酸およびバインダ中に光吸収剤を混合し、光吸収剤に光
を吸収させて熱として感熱材料を発色させる方法および
バルクのロイコ染料とバルクの固体酸を光吸収剤層で完
全に分離しておき、光により光吸収剤を加熱して融解さ
せ、ロイコ染料と固体酸を接触させて発色させる方法が
提案されている。しかしながら、前者の方法においては
、ロイコ染料および固体酸が均一に分散されていないた
め、解像度が悪いという欠点があった。また、後者の方
法においては、熱ペン、熱ヘッドとの接触もなく、解像
度も良好でありμｍスポットも記録可能であるが、確実
に光吸収層を融解し、感熱発色剤を発色に致らせるには
、μｍオーダに絞った高エネルギ密度の光源が必要であ
るという大きな欠点があった。

〔発明の概要〕

本発明は上述の点に鑑みなされたものであり、熱ペン、
熱ヘッドと接触させることなく、光により発色せしめる
解像度が良好で、かつ高エネルギ密度の光源を必要とし
ない光感熱発色方法および光感熱発色媒体を提供するこ
とを目的とするものである。

したがって本発明による光感熱発色方法は、サーモクロ
ミック有機材料の最大着色状態と前記最大着色状態を更
に加熱したときに生じる着色状態の低い状態とを記録状
態とした光感熱発色方法であって、前記着色状態の低い
状態のｇ−−モクロミンク有機材料を光により加熱し、
次いで徐冷することにより前記最大着色状態とすること
を特徴とするものである。

また本発明による光感熱発色媒体は、最大着色状態と前
記最大着色状態を更に加熱した時化じる着色状態の低い
状態とが常温で安定的に存在するり・−モクロミンク有
機材料を含む光感熱発色層を前記サーモクロミック有機
材料の前記着色状態の低い状態で基板上に設けたことを
特徴とするものである。

本発明によれば、前記最大着色状態とこの最大着色状態
を更に加熱することにより生じる着色状態の低い状態が
安定に存在するサーモクロミック有機材料を用い、前記
着色状態の低い状態を光照射で加熱徐冷することにより
、サーモクロミック有機材料を最大着色状態にし、発色
させるので、解像度が良好で、かつ高エネルギ密度の光
源を使用することなく、光記録が可能であるという利点
がある。

〔発明の詳細な説明〕

本発明による光感熱発色方法は、前述のようにサーモク
ロミック有機材料の最大着色状態と前記最大着色状態を
更に加熱した時に生じる着色状態の低い状態に着目し、
安定に存在するこの着色状態の低い状態のサーモクロミ
ック有機材料に加熱徐冷を行うことにより、最大着色状
態に変化させることにより発色させるものである。

第２図はこのような着色状態を説明するための模式図で
ある。図中、縦軸は発色濃度、横軸ば温度を示している
。

第２図の八は発色剤と顕色剤が完全に分離された状態の
サーモクロミック有機材料で、発色深度はほとんど０に
近い。これを徐々に加熱していくと、前記発色材料が融
解、混合して発色し、状態Ｂに達する。ここで加熱によ
る温度上昇を止め、温度を下げると発色濃度は変化せず
に、温度のみ下降して状態Ｃに達し、発色は固定される
。すなわち＾−Ｂ−Ｃ状態の順路を経て発色する（最大
着色状態）。これが従来からの感熱記録紙などに用いら
れている発色方法である。

しかしながら、状態へより状態Ｂを過ぎても、更に温度
上昇を続けると、発色濃度は低下する。

すなわち、Ａ−Ｂ−Ｄ状態の順路で着色の弱い状態（状
態Ｄ）に達する。この状態で加熱を停止し徐々に冷却す
ると、Ｄ−４−Ｃ状態の順路でＣ状態に戻り、結局着色
濃度はＣ状態に固定されるのであるが、Ｄ状態に達した
時に急冷すると、Ｄ状態の着色濃度を保持したまま常温
に下降したＣ状態に達することが見いだされた。本発明
においてばこのＣ状態を記録の当初の状態としている。

このＣ状態にあるサーモクロミック有機材料を加熱しく
Ｂ状態に達する温度まででよい）、徐冷すると、Ｃ状態
より８状態を経てＣ状態になり、発色するのである。

第３図はサーモクロミック有機材料をバインダなしで発
色させた状態を模式的に示す概念図である。図中、３２
が発色剤、３３が顕色剤であり、いずれも分子レベルの
大きさを示している。

このような状態において、加熱を続けると溶媒蒸気ある
いは加熱による分子運動によって着色状態は消色した状
態（着色状態の低い状態）に変化する（ソルバトクロミ
ズムおよびサーモクロミズム）。このサーモクロミック
による消色は通常の冷却では固定されずに、もとの発色
状態に戻る。

しかしながら、本発明においては、前述のように前記Ｃ
状態にあるサーモクロミック有機材料を急冷することに
よりＤ状態を固定し、安定なＣ状態にすることが可能な
ことを見いだした。さらには、発色剤および顕色剤の蒸
気を基板上で急冷却（クエンチ）することにより、基板
」二にＣ状態のサーモクロミック有機材料膜が形成でき
ることを見いだし、本発明がなされたものである。

このようなヒステリーシスを有するサーモクロミック有
機材料は、本発明において基本的に限定されるものでは
ない。ガラス状を保つようなサーモクロミック有機材料
であればいかなるものでも用いることができる。たとえ
ば、クリスタルハイオレソトラクｌ〜ン、マクカイ１ヘ
グリンラク１−ン、赤色発色ロイコ染料（たとえばｌ？
ＥＤ−１〕ＣＦ　　：保−にヶ谷化学（株、商品名）、
緑色発色ロイコ染料（たとえば［ＩＺ−１０１０、ＱＺ
−１，０１２：採土ケ谷化学（株、商品名）、黒色発色
ロイコ染ネ：１（たとえばＴｌ＋−１０７：採土ケ谷化
学（１１，商品名）などの一種以上のロイコ系染料の発
色剤とフェノールフタレン、チモールフタレン、フルオ
レセイン、ビスフニノールへなどの一種以」二の固体有
機酸の顕色剤を糾合せた・４Ｊ−一モクロミンク有機材
料であることができる。もちろん発色剤と顕色剤を絹み
合わ−ｌたサーモクロミック有機材料に限定されるもの
ではなく、発色剤のみで上述のようなヒステリーシスを
示すものであれば、単独でサーモクロミック有機材料と
して用いうるのは明らかである。

第４図は本発明による光感熱発色媒体の一例断面図であ
り、図中、４１は基板、４２は光感熱発色層を示してい
る。

第４図より明らかなよ・うに、本発明による光感熱発色
媒体は基板４１上に光感熱発色層４２を形成してなって
いる。

前述の基板４１としては、たとえばアクリル樹脂Ｆｆ１
．（ＤＭＭＡ）、ポリカーボネート樹脂板（ＰＣ）、ガ
ラス板、石英板などの透明基板、金属板、紙、セラミッ
クなど平滑で面が均一のものなどを有効に用いることが
できる。

第５図に本発明による光感熱発色媒体を真空蒸着により
製造したときの室温における発色変化のスペクトルを示
す。第５図中、５１は真空蒸着により炸裂した時の光感
熱発色層４２のスペク１−ルであり、Ｃ状態の着色を示
す。また、５２は前記光記録媒体層４２を加熱してＣ状
態にしたときのスベクＩ・ルを示している。この第５図
より明らかなように前記破線５２の記録ピークと実線５
１との差が記録コントラストとなる。

この図より明らかなように初期スペクトルは記録発色部
にわずかな吸収ピークを生している。したがって、この
第５図の例においては青色光（波長６００ｎｍ）を照射
すると吸収された光は熱となり、熱発色し、ピークは次
第におおきくなり、このピークの増加につれて吸収光量
も増え、破線５２のピークまでの発色が速やかに行われ
る。

以下実施例について説明する。

実施例１ クリスタルバイオレットラクトンとフェノールフタレン
を等置部混合し、真空中（１ｘｌＯ−５Ｔ。

ｒｒ以下）でガラス基板に蒸着した。作製された光感熱
発色層は第５図で示したスペク１−ルを有し、可視部は
ほぼ透明であった。この媒体に波長６００ｎｍの光を照
射したところ、この光照射部は青色に熱発色した。

実施例２ 赤色発色ロイコ染料１？［Ｄ−ＤＣＦとチモールフタレ
ンを等置部、別々のボートから共蒸着して、実施例１と
同様の条件でアクリル基板上に蒸着した。

この媒体に波長５００　ｎｍの光を照射すると、光照射
部は赤色に熱発色し赤色の光記録が行えた。

実施例３ 緑色発色ロイコ染料ＱＺ−１０１２とフェノールフタレ
ンを等置部混合し、実施例１と同様の条件で上質紙上に
蒸着し媒体とした。この媒体に波長４５０ｎ１１１の光
を照射すると、光照射部は緑色に熱発色し緑色の光記録
が行えた。

実施例４ 上質紙６１上にクリスタルバイオレットラクトンとフェ
ノールフタレンを混合物を２０００人蒸着し、青色着色
光感熱発色層６２を形成した。この青色着色光感熱発色
層６２にｌ？ＨＤ−ＤＣＦとフェノールフクレン王物を
２０００人蒸着し赤色着色光感熱発色層６３を形成する
とともに、ＱＺ−１０１２とフェノールフクレン混合物
を２００ＯＡ蒸着し、緑色着色光感熱発色層６３を形成
し、本発明による多色光感熱発色媒体を製造した。

この媒体に最初波長６００　ｎｍの光で青色用パターン
を照射し、次いで赤色用パターンを照射し、最後に緑色
用パターンを照射すると、それぞれ独立に青、赤、緑が
発色し、３色のカラーパターンが記録できた。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明による光感熱発色方法およ
び光感熱発色媒体によれば、感熱発色紙のように、熱ペ
ン、熱ヘッドを接触せしめる必要がないので、加熱部に
汚れ、劣化を生じることがないという利点がある。また
、構成材料として発色関与成分以外の物質、たとえばバ
インダ、糊成分などを含ませる必要がないので、高濃度
、高解像度の記録が可能である。さらに発色のための反
応は反応成分がバインダなどを含まないため、非常に接
近して存在するため、僅かな熱エネルギで発色を開始し
、高感度であるという利点もある。

さらに、発色層を異なった色調のサーモクロミック有機
材料で積層すれば、各層は殆ど透明状態を示すため、波
長選択により同一媒体上に複数組の記録が可能になる。

したがって、本発明による光感熱発色方法および光感熱
発色媒体は、従来の感熱発色記録方法、光感熱発色方法
を凌ぐ新しい方法および媒体であると言える。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の感熱記録紙の概念図、第２図は本発明に
よる光感熱発色のサーモクロミズム・ヒステリーシス曲
線、第３図は本発明による光感熱発色媒体の発色状態を
示す概念図、第４図は本発明による光感熱発色媒体の一
例の断面図、第５図は本発明による光感熱発色媒体の透
過スペクトルを示した図、第６図は本発明による多色の
光感熱発色媒体の例を示す断面図である。 ４１・・・基板、４２・・・光感熱発色層、６１・・・
上質紙（基板）、６２・・・青色着色光感熱発色層、６
３・・・赤色着色光感熱発色層、６４・・・緑色着色光
感熱発色層。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）サーモクロミック有機材料の最大着色状態と前記
   最大着色状態を更に加熱したときに生じる着色状態の低
   い状態とを記録状態とした光感熱発色方法であって、前
   記着色状態の低い状態のサーモクロミック有機材料を光
   を照射することにより加熱し、次いで徐冷することによ
   り前記最大着色状態とすることを特徴とする光感熱発色
   方法。
2. （２）最大着色状態と前記最大着色状態を更に加熱した
   時生じる着色状態の低い状態とが常温で安定的に存在す
   るサーモクロミック有機材料を含む光感熱発色層を前記
   サーモクロミック有機材料の前記着色状態の低い状態で
   基板上に設けたことを特徴とする光感熱発色媒体。
3. （３）前記サーモクロミック有機材料はロイコ染料と有
   機物固体酸の混合物であることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の光感熱発色媒体。