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Dokumentenidentifikation DE60218158T2 29.11.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001399318
Titel THERMISCHES ABBILDUNGSSYSTEM
Anmelder Zink Imaging, LLC, Waltham, Mass., US
Erfinder BHATT, C., Jayprakash, Corvallis, OR 97330, US;
BUSCH, D., Brian, Sudbury, MA 01776, US;
BYBELL, P., Daniel, Medford, MA 02155, US;
COTTRELL, Richard, F., Westwood, MA 02790, US;
DEYOUNG, Anemarie, Lexington, MA 02420, US;
LIU, Chien, Wayland, MA 01778, US;
TELFER, J., Stephen, Arlington, MA 02474, US;
THORNTON, E., Jay, Watertown, MA 02474, US;
VETTERLING, T., William, Lexington, MA 02420, US
Vertreter PAe Splanemann Reitzner Baronetzky Westendorp, 80469 München
DE-Aktenzeichen 60218158
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 20.05.2002
EP-Aktenzeichen 027519859
WO-Anmeldetag 20.05.2002
PCT-Aktenzeichen PCT/US02/15868
WO-Veröffentlichungsnummer 2002096665
WO-Veröffentlichungsdatum 05.12.2002
EP-Offenlegungsdatum 24.03.2004
EP date of grant 14.02.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.11.2007
IPC-Hauptklasse B41M 5/34(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse B41J 2/36(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   G03C 1/52(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein thermisches Bildaufzeichnungssystem, insbesondere ein thermisches Vielfarben-Bildaufzeichnungssystem, worin mindestens zwei bilderzeugende Schichten eines thermisches Bildaufzeichnungselements zumindest teilweise unabhängig voneinander durch einen einzigen thermischen Druckkopf oder durch mehrere Druckköpfe von der selben Oberfläche des thermischen Bildaufzeichnungselements aus angesteuert werden.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Bei den üblichen Verfahren zur thermischen FarbBildaufzeichnung, z.B. dem thermischen Wachsübertragungs-Drucken und der thermischen Farbstoff-Diffusionsübertragung, werden gewöhnlich getrennte Donor- und Empfangsmaterialien verwendet. Das Donormaterial hat gewöhnlich ein gefärbtes bilderzeugendes Material oder ein farbbild-erzeugendes Material, das auf einer Oberfläche einer Unterlage aufgebracht ist, wobei das bilderzeugende Material oder das farbbild-erzeugende Material thermisch auf das Empfangsmaterial übertragen wird. Um mehrfarbige Bilder herzustellen, kann ein Donormaterial mit aufeinander folgenden Flächen von unterschiedlich gefärbten oder verschiedene Farben bildendem Material verwendet werden. Bei Druckern, die entweder austauschbare Kassetten oder mehr als einen thermischen Druckkopf enthalten, werden verschiedene einfarbige Donorbänder verwendet, und mehrere Farben werden getrennt hintereinander und übereinander hergestellt und abgeschieden. Die Verwendung von Donorelementen mit unterschiedlichen Farbflächen, oder die Verwendung von Mehrfach-Donorelementen erhöht die Komplexität und die Kosten derartiger Drucksysteme. Es wäre einfacher, ein Einzelblatt-Bildaufzeichnungselement zu haben, das das gesamte Reagenzsystem für die Mehrfarben-Bildaufzeichnung enthält.

Es wurden im Stand der Technik zahlreiche Versuche beschrieben, um mehrfarbige thermische Drucke zu erhalten. Beispielsweise sind thermische Zweifarben-Direktsysteme bekannt, in denen die Bildung der ersten Farbe durch die Bildung der zweiten Farbe beeinflusst wird. Die US-Patentschrift 3,895,173 beschreibt ein dichromatisches thermisches Aufzeichnungspapier, das zwei Leukofarbstoff-Systeme enthält, von denen das eine eine höhere Aktivierungstemperatur als das andere benötigt. Das Leukofarbstoff-System mit der höheren Temperatur kann nicht ohne die Aktivierung des Leukofarbstoff-Systems mit der niedrigeren Temperatur aktiviert werden. Es sind thermische Direkt-Bildaufzeichnungssysteme bekannt, bei denen ein Bildaufzeichnungselement mit zwei farbbildenden Schichten verwendet wird, die auf gegenüber liegenden Oberflächen einer durchsichtigen Unterlage aufgebracht sind. Das Bildaufzeichnungselement wird unabhängig von mehreren Druckköpfen von jeder Seite des Bildaufzeichnungselements aus angesteuert. Ein derartiges thermisches Bildaufzeichnungssystem ist in der US-Patentschrift 4,956,251 beschrieben.

Thermische Systeme, bei denen eine Kombination der Bildaufzeichnung durch Farbstoffübertragung und einer direkten thermischen Bildaufzeichnung angewendet wird, sind ebenfalls bekannt. In derartigen Systemen stehen ein Donorelement und ein Empfangselement miteinander in Berührung. Das Empfangselement ist in der Lage, einen Farbstoff aufzunehmen, der von dem Donorelement übertragen wird, und es enthält auch eine direkte thermische Farbbildungsschicht. Nach einem ersten Durchlauf eines thermischen Druckkopfs, wobei der Farbstoff vom Donorelement auf das Empfangselement übertragen wird, wird das Donorelement vom Empfangselement getrennt, und das Empfangselement wird ein zweites Mal mit Hilfe eines Druckkopfes, der das direkte thermische Bildaufzeichnungsmaterial aktiviert, zur Bildaufzeichnung verwendet. Diese Art eines thermischen Systems ist in der US-Patentschrift 4,328,977 beschrieben. Die US-Patentschrift 5,284,816 beschreibt ein thermisches Bildaufzeichnungselement, welches eine Unterlage enthält, die auf einer Seite eine thermische Direkt-Farbbildungsschicht und auf der anderen Seite ein Empfangselement für die Farbstoffübertragung enthält.

Es sind ferner thermische Bildaufzeichnungssysteme bekannt, bei denen Bildaufzeichnungselemente mit räumlich getrennten Bereichen verwendet werden, die verschiedene Farben bildende thermische Direkt-Farbbildungs-Zusammensetzungen enthalten. Die US-Patentschrift 5,618,063 und 5,644,352 beschreiben thermische Bildaufzeichnungssysteme, in denen verschiedene Bereiche einer Unterlage mit Ansätzen zur Erzeugung von zwei verschiedenen Farben beschichtet sind. Ein ähnliches zweifarbiges Material ist in der US-Patentschrift 4,627,641 beschrieben.

Ein anderes thermisches Bildaufzeichnungssystem ist ein Leukofarbstoff enthaltendes thermisches Direktsystem, in dem die Information durch Aktivierung des Bildaufzeichnungsmaterials bei einer Temperatur erzeugt und durch Erhitzen des Materials bei einer anderen Temperatur gelöscht wird. Die US-Patentschrift 5,663,115 beschreibt ein System, in dem der Übergang von einer kristallinen zu einer amorphen oder glasigen Phase ausgenützt wird, wobei eine reversible Farbe erzeugt wird. Die Erhitzung des Bildaufzeichnungselements auf den Schmelzpunkt eines Steroid-Entwicklers führt zur Bildung einer gefärbten amorphen Phase, während die Erhitzung dieser gefärbten amorphen Phase auf eine Temperatur unterhalb des Kristallschmelzpunkts des Materials eine Rekristallisation des Entwicklers und eine Löschung des Bildes bewirkt.

Es ist auch ein thermisches System bekannt, das eine entfärbbare, einen Leukofarbstoff enthaltende farbbildende Schicht, und eine zweite, einen Leukofarbstoff enthaltende Schicht, die eine andere Farbe bilden kann, enthält. Die erste farbbildende Schicht bildet eine Farbe bei einer niedrigen Temperatur, während die zweite Schicht bei einer höheren Temperatur, bei der auch die Entfärbung der ersten Schicht stattfindet, eine Farbe bildet. In diesen Systemen kann bei einem bestimmten Punkt entweder die eine oder die andere Farbe angesteuert werden. Die US-Patentschrift 4,020,232 beschreibt die Bildung einer Farbe nach einem Leukofarbstoff/Basen-Mechanismus und der anderen Farbe nach einem Leukofarbstoff/Säure-Mechanismus, wobei die nach einem Mechanismus erzeugte Farbe durch das zur Bildung der anderen verwendeten Reagens neutralisiert wird. Varianten derartiger Systeme sind in den US-Patentschriften 4,620,204; 5,710,094; 5,876,898 und 5,885,926 beschrieben.

Es sind direkte thermische Bildaufzeichnungssysteme bekannt, in denen mehr als eine Schicht unabhängig angesteuert wird, und in denen die empfindlichste farbbildende Schicht über den anderen farbbildenden Schichten liegt. Nach der Erzeugung eines Bildes in der äußersten Schicht zur Filmbasis wird die Schicht durch Belichtung deaktiviert, bevor Bilder in den weniger empfindlichen farbbildenden Schichten erzeugt werden. Derartige Systeme sind in den US-Patentschriften 4,250,511; 4,734,704; 4,833,488; 4,840,933; 4,965,166; 5,055,373; 5,729,274 und 5,916,680 beschrieben.

In der US-Patentschrift 4,665,412 ist ein thermisch empfindliches Vielfarben-Aufzeichnungsmaterial beschrieben, das ein Trägermaterial, drei oder mehrere thermisch empfindliche, übereinander gelegte Farbschichten und entfärbende Zwischenschichten, die zwischen den thermisch empfindlichen Farbschichten liegen, enthält. Die thermisch empfindlichen Farbschichten, ausgenommen die thermisch empfindliche, an das Trägermaterial angrenzende Farbschicht, enthalten jeweils einen basischen Leukofarbstoff und einen Farbentwickler zur Einleitung der Farbbildung in dem Leukofarbstoff bei Anwendung von thermischer Energie mit einer bestimmten Temperatur. Jede entfärbende Zwischenschicht enthält ein Entfärbungsmittel, das in der Lage ist, die in der an die entfärbende Zwischenschicht angrenzenden thermisch empfindlichen Farbschicht entwickelte Farbe zu entfärben, wenn sie auf eine höhere Temperatur als die vorbestimmte Farbbildungstemperatur für die thermisch empfindliche Farbschicht erhitzt wird.

In der JP-A-57116691 ist eine thermische Vielfarben-Aufzeichnungsfolie beschrieben, die aus drei Schichten zusammengesetzt ist. Die Schicht 1, die der Unterlage am Nächsten ist, hat die höchste Farbentwicklertemperatur, eine Schicht 1' hat eine mittlere Farbentwicklertemperatur und eine Schicht 1'' hat die niedrigste Farbentwicklertemperatur. Alle Schichten enthaltend farbentwickelnde Mittel zur Entwicklung von Farben. Die drei Schichten sind auf einem Träger laminiert. Zwischen den farbentwickelnden Schichten sind Zwischenschichten angeordnet, die tierisches oder pflanzliches Wachs oder Paraffin zusammen mit einem Bindemittel enthalten, das auch in den thermischen Farbentwicklerschichten verwendet wird. Die farbentwickelnde Schicht mit der niedrigsten Entwicklertemperatur enthält einen Leukofarbstoff, der von einem Triphenylmethan-Farbstoff oder einem Fluorfarbstoff abgeleitet ist, während die farbentwickelnde Schicht mit der höchsten Entwicklertemperatur eine Lactonverbindung mit geöffnetem Ring enthält, wobei ein Promotor zur Farbentwicklung zugesetzt wird. Durch Einbau der Zwischenschicht zwischen den farbentwickelnden Schichten wird ein in der oberen Schicht entwickeltes Bild nicht verwischt, wenn die Farbe der unteren Schicht entwickelt wird.

Die US-Patentschrift 5,699,100 beschreibt ein thermisches Direktfarben-Druckverfahren zum Drucken eines Vollfarbenbildes auf einer thermisch empfindlichen Aufzeichnungsfolie mit mindestens einem thermischen Kopf. Die thermisch empfindliche Farbentwicklungsfolie hat mindestens drei thermisch empfindliche Farbschichten, einschließlich einer gelben, einer purpurnen und einer blaugrünen thermisch empfindlichen Farbschicht, die auf einer Unterlage angeordnet sind. Die thermisch empfindlichen Farbschichten haben eine Hitzeempfindlichkeit, die mit der Abfolge dieser thermisch empfindlichen Farbschichten bis zur obersten Schicht der thermisch empfindlichen Farbaufzeichnungsfolie hin zunimmt. Die thermisch empfindlichen Farbschichten werden von der Oberseite der thermisch empfindlichen Farbaufzeichnungsfolie nach unten in der Art von sequentiellen Bildern gefärbt. Der thermische Kopf hat eine Vielzahl von Heizelementen, die entlang einer Haupt-Abtastrichtung angeordnet sind. Das Verfahren zum thermischen Direktfarben-Drucken umfasst die Schritte:

  • – Erzeugung einer Relativbewegung zwischen dem thermischen Kopf und der thermisch empfindlichen Farbaufzeichnungsfolie in einer subsidiären Abtastrichtung senkrecht zu der Haupt-Abtastrichtung;
  • – selektive Erhitzung der Vielzahl von Heizelementen mit einer variablen Wärmeenergie während der Relativbewegung, um Farbbilder, die das Vollfarbenbild darstellen, sequentiell in den thermisch empfindlichen Farbschichten zu drucken; und
  • – Zufuhr von ergänzender Hitzeenergie zu der variablen Hitzeenergie von einer Druck-Ausgangsposition jedes dieser Farbbilder oder einer vorher bestimmten Anzahl von subsidiären Abtastlinien, wobei die ergänzende Hitzeenergie abnimmt, wenn die Anzahl der ergänzenden Abtastlinien zunimmt, und zunimmt, wenn die Hitzeempfindlichkeiten der thermisch empfindlichen Farbschichten abnehmen.

Die JP-A-59-01294 beschreibt ein thermisch empfindliches Vielfarben-Aufzeichnungsmaterial, worin eine Zwischenschicht aus einem wasserlöslichen Harz zwischen einer ersten hitzeempfindlichen Farbschicht und einer zweiten hitzeempfindlichen Farbschicht, die einen Leukofarbstoff bzw. einen Entwickler als Hauptkomponenten enthalten, angeordnet ist. Wenn beispielsweise ein Hochgeschwindigkeits-Druck bevorzugt wird und die Vermeidung von ursprünglichem Hintergrundschleier und Hintergrundschleier während der Lagerung besonders bevorzugt wird, kann in der oberen Schicht ein Material mit einem hohen Schmelzpunkt und in der unteren Schicht ein Material mit einem niedrigen Schmelzpunkt verwendet werden. In einem solchen Fall ist eine Auftragsmenge der Zwischenschicht von 0,5-7 g/m2 gewöhnlich ausreichend.

Die JP-59-194886 beschreibt ein thermisch empfindliches Zweifarben-Aufzeichnungsverfahren, worin zur Aufzeichnung von Bildern in zwei verschiedenen Farben durch Hitzefärbung bei zwei verschiedenen Temperaturen durch thermisches Abtasten von der Oberfläche einer höheren Schicht in einer bei hoher Temperatur lichtempfindlichen und einer bei tiefer Temperatur lichtempfindlichen Farbschicht eines thermisch empfindlichen Aufzeichnungsmaterials, welches so laminiert ist, dass die bei der hohen Temperatur thermisch empfindliche Aufzeichnungsschicht, die bei einer hohen Temperatur gefärbt ist, und die bei der niedrigeren Temperatur thermisch empfindliche Aufzeichnungsschicht, die bei einer niedrigeren Temperatur mit einer anderen Farbe als der für die thermisch empfindliche Aufzeichnungsschicht für die hohe Temperatur gefärbt ist, auf einem Trägermedium angeordnet sind, so dass die bei der hohen Temperatur thermisch empfindliche Aufzeichnungsschicht eine höhere Schicht relativ zum Trägermedium als die bei der tiefen Temperatur thermisch empfindliche Aufzeichnungsschicht ist, wobei die bei der hohen Temperatur thermisch empfindliche Aufzeichnungsschicht beim Erhitzen bei einer Temperatur und über einen Zeitraum gefärbt wird, die nicht ausreichen, damit die bei der niedrigen Temperatur thermisch empfindliche Aufzeichnungsschicht nennenswert gefärbt wird, obgleich die bei der hohen Temperatur thermisch empfindliche Aufzeichnungsschicht gefärbt ist, und die bei der niedrigen Temperatur thermisch empfindliche Aufzeichnungsschicht auf eine Temperatur und über einen Zeitraum erhitzt wird, um diese bei der niedrigen Temperatur thermisch empfindliche Aufzeichnungsschicht zu färben, während die bei der hohen Temperatur thermisch empfindliche Aufzeichnungsschicht nicht wesentlich gefärbt wird.

Mit fortschreitendem Stand der Technik der Bildaufzeichnung zur Erzeugung von neuen thermischen Bildaufzeichnungssystemen, die neuen Leistungsanforderungen genügen können, und bei denen einige der unerwünschten Bedingungen der bekannten Systeme reduziert oder ausgeschaltet sind, wäre es von Vorteil, ein thermisches Vielfarben-Aufzeichnungssystem zur Verfügung zu haben, bei dem mindestens zwei verschiedene bilderzeugende Schichten eines einzigen Bildaufzeichnungselements zumindest teilweise unabhängig von der selben Oberfläche aus durch einen einzigen thermischen Druckkopf oder durch mehrere thermische Druckköpfe angesteuert werden können, so dass jede Farbe allein oder in einem auswählbaren Anteil mit der (den) anderen Farbe(n) gedruckt werden kann.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist somit ein Ziel der Erfindung, ein thermisches Vielfarben-Bildaufzeichnungssystem bereit zu stellen, das zumindest teilweise die unabhängige Ansteuerung mit einem einzigen thermischen Druckkopf oder mit mehreren thermischen Druckköpfen ermöglicht, wobei mindestens zwei verschiedene bilderzeugende Schichten eines Bildaufzeichnungselements von der selben Oberfläche des Bildaufzeichnungselements aus angesteuert werden können.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines thermischen Mehrfarben-Bildaufzeichnungssystems, in welchem jede Farbe allein oder in einem auswählbaren Anteil mit der (den) anderen Farbe(n) gedruckt werden kann.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines thermischen Vielfarben-Aufzeichnungssystems, worin mindestens zwei verschiedene bilderzeugende Schichten eines Bildaufzeichnungselements zumindest teilweise unabhängig angesteuert werden, indem die auf jede Schicht einwirkende Temperatur und die Zeit, über die jede Schicht einer solchen Temperatur ausgesetzt wird, geregelt wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnungssystems, worin mindestens zwei verschiedene bilderzeugende Schichten eines Bildaufzeichnungselements zumindest teilweise unabhängig mit einem thermischen Druckkopf oder mehreren thermischen Druckköpfen von der selben Oberfläche des Bildaufzeichnungselements aus angesteuert werden, und eine oder mehrere bilderzeugende Schichten mit einem thermischen Druckkopf oder mehreren thermischen Druckköpfen von der gegenüber liegenden Oberfläche des Bildaufzeichnungselements aus angesteuert werden.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnungssystems, worin mindestens zwei verschiedene bilderzeugende Schichten eines Bildaufzeichnungselements zumindest teilweise unabhängig mit einem einzigen Durchlauf des thermischen Druckkopfes angesteuert werden.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnungssystems, das in der Lage ist, Bilder zu erzeugen, die für eine bestimmte Anwendung, bei der das System verwendet wird, eine ausreichende Farbtrennung zeigen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung neuartiger thermischer Bildaufzeichnungselemente.

Diese und andere Ziele und Vorteile werden erfindungsgemäß durch die Bereitstellung eines thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnungssystems erreicht, worin mindestens zwei, vorzugsweise drei, bilderzeugende Schichten eines thermischen Bildaufzeichnungselements zumindest teilweise unabhängig von der selben Oberfläche des Bildaufzeichnungselements aus durch einen einzigen thermischen Druckkopf oder durch mehrere thermische Druckköpfe angesteuert werden können. Das vorteilhafte thermische Bildaufzeichnungssystem gemäß der Erfindung beruht darauf, dass zumindest teilweise unabhängig eine Vielzahl von bilderzeugenden Schichten eines thermischen Bildaufzeichnungselements angesteuert werden, wobei zwei einstellbare Parameter, nämlich Temperatur und Zeit, angewendet werden. Diese Parameter werden erfindungsgemäß eingestellt, damit durch Auswahl der Temperatur des thermischen Druckkopfs und der Zeitdauer, während der die thermische Energie auf jede Bildaufzeichnungsschicht aufgebracht wird, in jedem Fall die gewünschten Ergebnisse erreicht werden. Erfindungsgemäß kann jede Farbe des Vielfarben-Bildaufzeichnungselements allein oder in einem auswählbaren Anteil mit der (den) anderen Farbe(n) gedruckt werden. So ist, wie nachstehend im Einzelnen beschrieben wird, die erfindungsgemäße Temperatur-Zeit-Domäne in Bereiche unterteilt, die den verschiedenen Farben entsprechen, die wunschgemäß in einem endgültigen Druck kombiniert werden.

Die bilderzeugenden Schichten des thermischen Bildaufzeichnungselements verändern ihre Farbe, um das gewünschte Bild im Bildaufzeichnungselement zu erzeugen. Die Farbänderung kann von farblos zu einer Farbe oder von farbig zu farblos oder von einer Farbe zu einer anderen Farbe erfolgen. Der Ausdruck "Bildaufzeichnungsschicht", wie er in der Anmeldung, einschließlich der Ansprüche, verwendet wird, umfasst alle diese Ausführungsformen. In dem Fall, bei dem die Farbänderung von farblos zu einer Farbe erfolgt, kann ein Bild mit unterschiedlichen Werten der optischen Dichte (d.h. unterschiedlichen "Grauwerten") dieser Farbe erhalten werden, indem die Menge der Farbe in jedem Bildelement (Pixel) des Bildes von einer Mindestdichte, Dmin, die praktisch farblos ist, zu einer maximalen Dichte, Dmax, bei der die maximale Farbmenge gebildet wird, variiert wird. In dem Fall, in dem die Farbänderung von farbig nach farblos erfolgt, werden durch Verminderung der Menge der Farbe in einem bestimmten Pixel von Dmax nach Dmin verschiedene Grauwerte erhalten, wobei Dmin im Idealfall praktisch farblos ist. In diesem Fall umfasst die Erzeugung des Bildes die Umwandlung eines bestimmten Pixels von einem farbigen bis zu einem weniger farbigen, jedoch nicht notwendigerweise farblosen, Zustand.

Es kann eine Reihe von Verfahren angewendet werden, um die vorteilhaften Ergebnisse zu erreichen, die durch Ausnützung der Zeit- und Temperaturvariablen gemäß der Erfindung gegeben sind. Diese umfassen die thermische Diffusion mit "vergrabenen" (buried) Schichten, chemische Diffusion oder Auflösung in Verbindung mit Verzögerungsschichten, Schmelzübergänge und chemische Schwellenwerte. Jedes dieser Verfahren kann allein oder in Kombination mit anderen angewendet werden, um die Bereiche des Bildaufzeichnungselements anzupassen, in dem jede gewünschte Farbe erzeugt wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform enthält ein thermisches Bildaufzeichnungselement zwei, vorzugsweise drei, verschiedene bilderzeugende Schichten, die auf der selben Oberfläche eines Substrats getragen werden. Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform enthält ein thermisches Bildaufzeichnungselement eine Schicht oder Schichten von bilderzeugenden Materialien, die auf einer Oberfläche eines Substrats getragen werden, und eine Schicht oder Schichten von bilderzeugenden Materialien, die auf der gegenüber liegenden Oberfläche des Substrats getragen werden. Nach dem Bildaufzeichnungssystem gemäß der Erfindung können die bilderzeugenden Schichten des Bildaufzeichnungselements mindestens teilweise unabhängig durch einen einzigen thermischen Druckkopf oder mehrere Druckköpfe in Kontakt mit der selben Oberfläche des Bildaufzeichnungselements angesteuert werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform können ein oder zwei thermische Druckköpfe verwendet werden, um mindestens teilweise unabhängig von einer Oberfläche des Bildaufzeichnungselements aus zwei verschiedene bilderzeugende Schichten, die durch eine Oberfläche des Substrats getragen werden, anzusteuern, und ein anderer thermischer Druckkopf kann dazu verwendet werden, um mindestens teilweise unabhängig von der gegenüber liegenden Oberfläche des Bildaufzeichnungselements aus ein oder mehrere bilderzeugende Schichten, die von der gegenüber liegenden Oberfläche des Substrats getragen werden, anzusteuern. Die thermischen Druckköpfe, die die gegenüber liegenden Oberflächen des Bildaufzeichnungselements berühren, können direkt einander gegenüber liegen, oder voneinander versetzt angeordnet sein, so dass es eine Verzögerung zwischen den Zeiten, während denen eine diskrete Fläche des Bildaufzeichnungselements mit den entsprechenden Druckköpfen in Berührung kommt, gibt.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann ein thermischer Druckkopf verwendet werden, um mindestens teilweise unabhängig zwei oder mehrere verschiedene bilderzeugende Schichten des Bildaufzeichnungselements in einem einzigen Durchlauf anzusteuern, und gegebenenfalls kann ein zweiter thermischer Druckkopf verwendet werden, um eine oder mehrere bilderzeugende Schichten, entweder in Verbindung mit dem ersten thermischen Druckkopf oder anschließend daran, anzusteuern.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Zum besseren Verständnis der Erfindung sowie weiterer Ziele und Vorteile und weiteren Merkmale wird auf die folgende Detailbeschreibung von verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen Bezug genommen; es zeigen:

1 eine graphische Darstellung der Farben, die nach einem bekannten thermischen Zweifarben-Direktdrucksystem gedruckt werden können;

2 eine graphische Darstellung der Farben, die nach einem thermischen Zweifarben-Druckverfahren gemäß der Erfindung gedruckt werden können;

3 eine graphische Darstellung einer abhängigen Farbpunktbildung, wie sie bei den bekannten thermischen Direktdruckverfahren auftritt;

4 eine graphische Darstellung der Farben, die nach einem bekannten thermischen Dreifarben-Direktdrucksystem und nach einem thermischen Dreifarben-Direktdruckverfahren gemäß der Erfindung gedruckt werden können;

5 eine graphische Darstellung zur Erläuterung einer Ausführungsform der Erfindung;

6 eine graphische Darstellung, in der die in 5 erläuterte erfindungsgemäße Ausführungsform weiter erläutert wird;

7 eine graphische Darstellung, in der die Praxis der erfindungsgemäßen Dreifarben-Ausführungsform erläutert wird;

8 eine teilweise schematische Seitenansicht im Schnitt eines Zweifarben-Bildaufzeichnungselements gemäß der Erfindung, in dem thermische Verzögerungen angewendet werden;

9 eine teilweise schematische Seitenansicht im Schnitt eines Dreifarben-Bildaufzeichnungselements gemäß der Erfindung, in dem thermische Verzögerungen angewendet werden;

10 eine teilweise schematische Seitenansicht im Schnitt eines anderen Dreifarben-Bildaufzeichnungselements gemäß der Erfindung, in dem thermische Verzögerungen angewendet werden;

11 eine teilweise schematische Seitenansicht im Schnitt einer thermischen Druckvorrichtung zur Durchführung einer Ausführungsform der Erfindung;

12 eine graphische Darstellung eines Verfahrens zum Anlegen einer Spannung an einen üblichen thermischen Druckkopf nach einem bekannten thermischen Bildaufzeichnungsverfahren;

13 eine graphische Darstellung eines Verfahrens zum Anlegen einer Spannung an einen üblichen thermischen Druckkopf in der Praxis einer Ausführungsform des thermischen Bildaufzeichnungssystems gemäß der Erfindung;

14 eine graphische Darstellung eines anderen Verfahrens zum Anlegen einer Spannung an einen üblichen thermischen Druckkopf nach einer Ausführungsform des thermischen Bildaufzeichnungssystems gemäß der Erfindung;

15 eine graphische Darstellung, die die Entwicklungszeit von zwei Farbstoffen als Funktion der Temperatur zeigt;

16 eine teilweise schematische Seitenansicht im Schnitt eines erfindungsgemäßen Vielfarben-Bildaufzeichnungselements, bei dem die chemische Diffusion und Auflösung angewendet wird;

17 eine teilweise schematische Seitenansicht im Schnitt eines negativ arbeitenden Vielfarben-Bildaufzeichnungselements gemäß der Erfindung; und

18 eine teilweise schematische Seitenansicht im Schnitt eines Dreifarben-Bildaufzeichnungselements gemäß der Erfindung, bei dem die chemische Diffusion und Auflösung angewendet wird.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Wie vorstehend erwähnt, werden bei dem thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnungssystem gemäß der Erfindung zwei oder mehrere bilderzeugende Schichten eines thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnungselements mindestens teilweise unabhängig von der selben Oberfläche des Bildaufzeichnungselements aus angesteuert, so dass jede Farbe allein oder in einem auswählbaren Anteil mit den anderen gedruckt werden kann; diese Ergebnisse werden durch Auswahl der Farben auf der Basis von zwei einstellbaren Parametern, nämlich Temperatur und Zeit, erreicht. Die Temperatur-Zeit-Domäne ist unterteilt in Bereiche, entsprechend den verschiedenen Farben, die kombiniert werden sollen.

Um das Verständnis des Fachmanns für das Konzept der unabhängigen Farbregelung zu unterstützen, wie es bei dem erfindungsgemäßen thermischen Vielfarben-Druckverfahren angewendet wird, erscheint es hilfreich, zunächst die bekannten thermischen Bildaufzeichnungssysteme zu betrachten, bei denen ein thermisches Bildaufzeichnungselement verwendet wird, das zwei bilderzeugende Schichten auf einer weißen reflektierenden Unterlage enthält. Zum Zweck der Diskussion sei angenommen, dass eine Schicht eine blaugrünfarb-bildende Schicht und die andere eine purpurfarb-bildende Schicht ist und dass die Blaugrünschicht eine Temperaturschwelle über der der Purpurschicht hat. Wird ein thermischer Puls mit einer bestimmten Länge auf einen bestimmten Punkt oder Bereich auf diesem Bildaufzeichnungsmaterial aufgebracht, bildet sich eine Farbe, die von der Größe des Pulses abhängt. Pulse von zunehmender Größe führen zu erhöhten Spitzentemperaturen in den bilderzeugenden Schichten an der Stelle des thermischen Pulses. Das ursprünglich weiße Medium wird immer stärker purpurfarben, wenn die Purpur-Schwellentemperatur der Verfärbung überschritten wird, und dann immer stärker blau, d.h. purpur plus blaugrün, wenn die Blaugrün-Schwellentemperatur für die Verfärbung überschritten wird. Dieser Farbwechsel kann durch das in 1 erläuterte zweidimensionale Farbdiagramm dargestellt werden.

Wie durch die Kurve dargestellt ist, bewegt sich die Farbe zunächst in Richtung Purpur, wenn die Schwellentemperatur in der Purpurschicht erhöht wird, und dann in Richtung Blaugrün, d.h. nach Blau, wenn die Schwellentemperatur der blaugrünen Schicht überschritten wird. Jeder Punkt auf der Farbkurve ist der Größe des thermischen Pulses zugeordnet, durch den er erzeugt wurde, und es besteht ein festes Verhältnis zwischen Purpur- und Blaugrün-Farbe, die jeder Pulsgröße zugeordnet ist. Ein ähnlicher Farbwechsel wird erzeugt, wenn der aufgebrachte Puls eine feste Größe und eine variable Dauer hat, vorausgesetzt, dass die Energie ausreicht, um beide Farbstoffschichten am Ende über ihre Schwellen-Farbtemperaturen anzuheben. In diesem Fall werden die Temperaturen der beiden Farbstoffschichten bei Beginn des Pulses erhöht. Bei einer längeren Pulsdauer überschreiten die Farbstofftemperaturen zunächst die Purpur-Schwelle und dann die Blaugrün-Schwelle. Jede Pulsdauer entspricht einer wohldefinierten Farbe, die sich entlang der Kurve von Weiß nach Purpur nach Blau bewegt. Die bekannten thermischen Bildaufzeichnungssysteme, bei denen entweder eine Modulation der Pulsamplitude oder der Pulsdauer angewendet wird, sind deshalb auf die Reproduktion von Farben beschränkt, die auf die Kurven im Farbraum fallen.

Die vorliegende Erfindung stellt, indem sie mindestens teilweise unabhängig die verschiedenen bilderzeugenden Schichten eines thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnungselements ansteuert, ein thermisches Bildaufzeichnungsverfahren bereit, bei dem die gebildeten Farben nicht auf einen eindimensionalen Pfad beschränkt sind, sondern durch Bereiche auf beiden Seiten des Pfades ausgewählt werden können, wie es in dem schattierten Bereich von 2 gezeigt ist.

In der vorhergehenden Beschreibung wurde der Ausdruck "teilweise unabhängig" dazu verwendet, um das Ansteuern der bilderzeugenden Schichten zu beschreiben. Der Grad, bis zu dem die bilderzeugenden Schichten unabhängig voneinander angesteuert werden können, ist auf die Bildeigenschaft bezogen, die üblicherweise als "Farbtrennung" bezeichnet wird. Wie schon gesagt, besteht ein Ziel der Erfindung darin, Bilder mit ausreichender Farbtrennung für die verschiedenen Anwendungen bereit zu stellen, für die das vorliegende thermische Bildaufzeichnungsverfahren geeignet ist. Beispielsweise setzt die fotografische Bildaufzeichnung voraus, dass die Farbtrennung vergleichbar der ist, die durch übliche fotografische Belichtung und Entwicklung erreicht werden kann. In Abhängigkeit von der Druckzeit, der verfügbaren Druckleistung und anderen Faktoren können verschiedene Grade der Unabhängigkeit beim Ansteuern der bilderzeugenden Schichten erreicht werden. Der Ausdruck "unabhängig" soll sich auf Fälle beziehen, in denen der Druck einer farbbildenden Schicht gewöhnlich zu einer sehr kleinen, jedoch nicht allgemein sichtbaren optischen Dichte (Dichte < 0,05) in der (den) anderen farbbildenden Schicht(en) führt. In der selben Weise wird der Ausdruck "im Wesentlichen unabhängiger" Farbdruck verwendet, um Fälle anzusprechen, in denen eine zufällige oder unangestrebte Färbung einer anderen bilderzeugenden Schicht oder Schichten zu einer sichtbaren Dichte führt, die auf einem Niveau liegt, das typisch für eine Zwischenbild-Färbung der Vielfarben-Fotografie liegt (Dichte < 0,2). In einigen Fällen gilt eine Farbvermischung oder ein Farb-"Übersprechen"(color crosstalk) auf dieser Ebene als fotografisch erwünscht. Der Ausdruck "teilweise unabhängiges" Ansteuern der bilderzeugenden Schichten wird in den Fällen verwendet, in denen ein Druck von maximaler Dichte in der anzusteuernden Schicht zur Färbung einer anderen bilderzeugenden Schicht oder Schichten mit einer Dichte von mehr als 0,2, aber nicht mehr als etwa 1,0, führt. Der Ausdruck "mindestens teilweise unabhängig" umfasst alle Grade der vorstehend beschriebenen Unabhängigkeiten.

Ein Unterschied zwischen dem thermischen Bildaufzeichnungssystem gemäß der Erfindung und den thermischen Bildaufzeichnungsverfahren nach dem Stand der Technik ergibt sich aus der Natur der Bilder, die nach dem jeweiligen Verfahren erhalten werden können. Wenn zwei bilderzeugende Schichten nicht unabhängig voneinander ansteuerbar sind, können eine oder beide Schichten nicht ohne eine beträchtliche Farbverunreinigung aus der jeweils anderen Schicht gedruckt werden. Man betrachte beispielsweise ein thermisches Einzelblatt-Bildaufzeichnungsmedium, das zwei Farben, Farbe 1 und Farbe 2, ergeben soll, wobei die Temperatur-Schwellenwerte der Färbung T1 bzw. T2 bedeuten, wobei T1 > T2. Man betrachte den Versuch, einen Punkt aus einer einzigen Farbe unter Verwendung eines Heizelements zu bilden, durch welches das thermische Element von der obersten Fläche aus erhitzt wird. Es gibt einen Punkt, gewöhnlich im Zentrum der erhitzten Fläche, an dem die Temperatur T ihren höchsten Wert, Tmax, erreicht. Im Abstand zu diesem Punkt ist T niedriger, wobei außerhalb der erhitzten Fläche ein schneller Abfall auf eine Temperatur weit unter T1 oder T2 auftritt, wie es schematisch in 3a gezeigt ist. Ein "sauberer" Fleck der Farbe 2 kann in Bereichen gedruckt werden, in denen die Lokaltemperatur T höher als T2, aber niedriger als T1, ist (vgl. 3b). Liegt Tmax über T1, ist der Fleck durch die Farbe 1 im Zentrum verunreinigt, und eine unabhängige Farbbildung ist nicht mehr möglich.

Es ist bemerkenswert, dass ein Versuch, einen Fleck der Farbe 1 zu drucken, voraussetzt, dass Tmax > T1, und da T1 > T2, bedeutet dies unweigerlich, dass auch die Farbe 2 gedruckt wird (vgl. 3c). Deshalb ist der unabhängige Druck der Farbe 1 nicht möglich. Man kann versuchen, dieses Problem zu lösen, indem man eine Bleichung der Farbe 2 durchführt, die erfolgt, wenn die Farbe 1 gebildet wird. Wird die Bleichung durchgeführt, so ist nur die Farbe 1 im erhitzten Bereich sichtbar, in welchem T größer als T1 ist. Dies bedeutet jedoch aus zwei Gründen keine unabhängige Ansteuerung. Erstens ist es nicht möglich, auf diese Weise willkürliche Gemische von Farbe 1 und Farbe 2 zu erhalten. Zweitens verbleibt ein ringförmiger Bereich um jeden Fleck der Farbe 1, in welchem die Farbe 2 nicht ausgebleicht ist (vgl. 3d).

Erfindungsgemäß wird das Ansteuern beider Farben nach dem obigen Beispiel dadurch erreicht, dass ein Verzögerungsmechanismus eingeführt wird, nach welchem die Färbung der zweiten Farbstoffschicht gegenüber der Färbung der ersten Farbstoffschicht verzögert wird. Während dieser Verzögerungsperiode ist es möglich, auf die erste Farbstoffschicht zu schreiben, ohne die zweite zu färben; wenn die zweite Schicht eine niedrigere Schwellenwert-Temperatur für die Färbung als die erste hat, ist es später möglich, auf die zweite Schicht zu schreiben, ohne den Schwellenwert der ersten zu überschreiten.

Nach einer Ausführungsform ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine vollkommen unabhängige Bildung von Blaugrün oder Purpur. Bei dieser Ausführungsform ermöglicht eine Kombination der Temperatur und Zeit die Auswahl der Purpurdichte auf der Weiß-Purpur-Achse, wobei keine erkennbare Blaugrün-Farbe gebildet wird. Eine andere Kombination von Temperatur und Zeit ermöglicht die Auswahl jeder Blaugrün-Dichte auf der Weiß-Blaugrün-Achse, wobei keine erkennbare Purpurfärbung auftritt. Eine Gegenüberstellung der beiden Temperatur-Zeit-Kombinationen erlaubt die Auswahl jeder Blaugrün-Purpur-Mischung innerhalb der geschlossenen Fläche von 2, wodurch eine unabhängige Regelung von Blaugrün und Purpur erreicht wird.

Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die thermische Ansteuerung der bilderzeugenden Schichten, anstatt vollkommen unabhängig zu sein, praktisch unabhängig oder nur teilweise unabhängig sein. Verschiedene Überlegungen, einschließlich der Materialeigenschaften, der Druckgeschwindigkeit, des Energieverbrauchs, der Materialkosten und anderen Systemerfordernissen können ein System mit einem zunehmenden Farb-"Übersprechen" diktieren. Obgleich beim fotografischen Qualitätsdruck erfindungsgemäß eine unabhängige oder praktisch unabhängige Farbauswahl erwünscht ist, ist dieses Erfordernis beim Druck gewisser Bilder, beispielsweise Produktetiketten oder mehrfarbigen Coupons, weniger wichtig, und kann in diesen Fällen aus wirtschaftlichen Überlegungen, z.B. für eine verbesserte Druckgeschwindigkeit oder geringere Kosten, geopfert werden.

Bei denjenigen Ausführungsformen der Erfindung, bei denen die Ansteuerung der getrennten bilderzeugenden Schichten eines thermischen Vielfarben-Aufzeichnungselements nicht vollkommen, sondern nur praktisch oder teilweise unabhängig ist, und der Druck von Blaugrün eine kontrollierte Menge Purpurbild und umgekehrt erzeugt, ist es nicht möglich, vollständig reines Purpur oder vollständig reines Blaugrün zu drucken. Tatsächlich gibt es einen Bereich der Farbpalette in der Nähe jeder Koordinatenachse, der nicht druckbare Farben darstellt, und die verfügbaren Farben fallen in einen beschränkteren Bereich, z.B. in die schematisch in 2 erläuterte schattierte Fläche. Obwohl in diesen Fällen die verfügbare Farbpalette geringer ist als die Auswahl, die durch die Ausführungsformen der Erfindung umfasst wird, bei denen die Farbauswahl vollkommen unabhängig geregelt wird, ist sie dennoch der sehr beschränkten Auswahl, die durch die bekannten Systeme geboten wird, weit überlegen.

Ähnliche Überlegungen gelten für die Dreifarben-Ausführungsformen gemäß der Erfindung. Bei diesen Ausführungsformen ist der Farbraum dreidimensional und wird üblicherweise als "Farbwürfel" bezeichnet, wie es in 4 erläutert ist. Wenn thermische Pulse mit zunehmender Temperatur und fixierter Länge auf das thermische Vielfarben-Direktdruckmedium nach dem Stand der Technik aufgebracht werden, ist es möglich, Farben zu erzeugen, die auf einen Kurvenpfad durch den Würfel fallen, wie es durch den gestrichelten Pfeil dargestellt ist. Wie ersichtlich, erstreckt sich der Pfad von einer Farbe, gewöhnlich Weiß, zu einer anderen Farbe, gewöhnlich Schwarz, während er durch eine fixierte Varietät von Farben hindurchgeht. Im Vergleich dazu bietet eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise die Möglichkeit, jede Farbe im dreidimensionalen Farbwürfel zu drucken. Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung, bei denen das Ansteuern der farbbildenden Schichten praktisch oder teilweise unabhängig ist, ist die Bildung von Farben innerhalb der schattierten Fläche von 4 möglich, wobei wiederum eine wesentlich größere Flexibilität bei der Auswahl der Farben als bei bekannten thermischen Direkt-Drucksystemen vorhanden ist.

Zum Zweck der Beschreibung des Temperatur- und Zeit-Parametermerkmals des Erfindung wird auf 5 hingewiesen, die eine grafische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung zeigt. Beispielsweise kann das thermische Bildaufzeichnungselement 1 ein blaugrünbild-erzeugendes Material sein, das einen sichtbaren Blaugrün-Farbbereich zeigt, wenn es einer verhältnismäßig hohen Temperatur über einen kurzen Zeitraum ausgesetzt wird, und ein purpurbild-erzeugendes Material, das einen sichtbaren Purpurbereich A liefert, wenn es einer niedrigeren Temperatur über einen längeren Zeitraum ausgesetzt wird. Eine Kombination von kurzen und langen Hitzepulsen bei verschiedenen Temperaturen kann dazu verwendet werden, um die Anteile jeder Farbe auszuwählen. Da zwei anpassungsfähige Variablen und zwei oder mehrere bilderzeugende Materialien vorhanden sind, erkennt man, dass erfindungsgemäß zumindest eine praktisch vollkommen unabhängige Ansteuerung jeder gesonderten Farbe es erforderlich macht, dass jede Farbe praktisch nur einem einzigen Bereich von Zeit und Temperatur zugeordnet ist.

Andere Überlegungen, die für das thermische Vielfarben-Bildaufzeichnungssystem gemäß der Erfindung wichtig sind, werden aus der nachstehenden Diskussion eines Zweifarben-Leukofarbstoff-Systems in Zusammenhang mit 6 verständlich. Man betrachte beispielsweise ein System, in dem die Farbe durch einen Leukofarbstoff erzeugt wird, der thermisch diffundieren gelassen wird, um sich mit einem sauren Entwicklermaterial zu vereinigen. In diesem Fall kann es unmöglich sein, die Farbreaktion auf einen vollständig geschlossenen Bereich, wie er in 5 dargestellt ist, zu beschränken. Obwohl angestrebt sein kann, Temperaturen und Zeiten innerhalb der in 5 dargestellten Bereiche anzuwenden, kann das Bildaufzeichnungselement auch auf einen weiteren Bereich von Temperaturen und Zeiten ansprechen. Aus 6 ist ersichtlich, dass bei diesem erläuternden Beispiel die Bereiche A und C die für den Druck von Purpur bzw. Blaugrün ausgewählten Bereiche sind. Die Kombinationen von Temperatur und Zeit in den Bereichen D und E sind jedoch auch ausreichend, um die Diffusion des Purpur-Leukofarbstoffs zu dem Entwickler zu ermöglichen. Auch Blaugrün wird für Temperatur-Zeit-Kombinationen in den Bereichen D und E gedruckt. Um also eine praktisch vollkommen unabhängige Steuerung der blaugrün- und purpurbilderzeugenden Materialien gemäß der Erfindung zu bilden, soll ein Purpur-Druckbereich 8A vorzugsweise so ausgewählt werden, dass er die Bereiche C, D oder E oder andere Bereiche, in denen Blaugrün angesteuert wird, nicht überlappt. Andererseits soll der Blaugrün-Druckbereich C vorzugsweise so gewählt werden, dass er mit den Bereichen A, B und E oder einem anderen Bereich, der auf Purpur anspricht, nicht überlappt. Allgemein bedeutet dies für das beispielhafte diffundierende Leukofarbstoffssystem, dass die getrennt gewählten Farbdruckbereiche entlang einer Steigung angeordnet werden sollten, die von höheren bis zu niedrigeren Zeiten und von niedrigeren bis zu höheren Temperaturen abnimmt. Selbstverständlich brauchen bei tatsächlichen Ausführungsformen die gewählten Bereiche nicht rechteckig zu sein, wie es in der schematischen Darstellung gezeigt ist, sondern können eine Form haben, die durch die Umstände des physikalischen Prozesses, der zur Färbung führt, bestimmt werden, wobei eine begrenzte regionale Überlappung entsprechend der gewünschten Farbtrennung für eine bestimmte Anwendung vorhanden sein kann.

Eine geeignete schematische Anordnung eines diffusionsgesteuerten Dreifarben-Leukofarbstoffsystems gemäß der Erfindung ist in 7 erläutert, wobei die Zeit-Temperatur-Kombinationen zum Druck von Purpur, Blaugrün bzw. Gelb dargestellt sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegen die für die Farbbildungsbereiche ausgewählten Temperaturen im Allgemeinen im Bereich von etwa 50°C bis etwa 450°C. Das Zeitintervall, über das die thermische Energie auf die farbbildenden Schichten des Bildaufzeichnungselements aufgebracht wird, liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 0,01 bis etwa 100 msec..

Wie schon erwähnt, kann erfindungsgemäß eine Reihe von Bilderzeugungsverfahren ausgewählt werden, einschließlich der thermischen Diffusion mit "vergrabenen" Schichten, der chemischen Diffusion oder Auflösung in Verbindung mit Verzögerungsschichten, von Schmelzübergängen und chemischen Schwellenwerten.

In 8 ist ein thermisches Vielfarben-Bildaufzeichnungselement dargestellt, bei dem thermische Zeitverzögerungen zur Definition der gedruckten Bereiche für die jeweils zu bildenden Farben angewendet werden. Das Bildaufzeichnungselement 10 beruht auf der Diffusion von Hitze durch das Bildaufzeichnungselement, um die unterschiedlichen Verzögerungen zu erhalten, die erfindungsgemäß ausgewertet werden. Das Bildaufzeichnungselement 10 enthält ein Substrat, das blaugrün- und purpurbild-erzeugende Schichten 14 bzw. 16 und eine Abstands-Zwischenschicht 18 trägt. Es sei bemerkt, dass bei verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung die bilderzeugenden Schichten selbst zwei oder mehrere Schichten darstellen können. Wenn beispielsweise das bilderzeugende Material ein Leukofarbstoff ist, der zusammen mit einem Entwicklermaterial verwendet wird, können der Leukofarbstoff und das Entwicklermaterial in getrennten Schichten angeordnet sein.

Wird das Bildaufzeichnungselement 10 durch einen thermischen Druckkopf von oben her über die blaugrünbild-erzeugende Schicht 14 erhitzt, dringt die Hitze in das Bildaufzeichnungselement ein und erreicht die purpurbild-erzeugende Schicht 16. Die blaugrünbild-erzeugende Schicht 14 wird nach der Anwendung durch den thermischen Druckkopf fast sofort über ihre Farb-Schwellentemperatur erhitzt, doch gibt es eine deutlichere Verzögerung, bevor die purpurbild-erzeugende Schicht 16 ihre Schwellentemperatur erreicht. Wenn beide bilderzeugenden Schichten so beschaffen wären, dass sie mit der Farbbildung bei der selben Temperatur, d.h. 120°C, beginnen würden, und der Druckkopf die Oberfläche des Bildaufzeichnungselements auf eine Temperatur von wesentlich mehr als 120°C erhitzen würde, würde die blaugrünbild-erzeugende Schicht 16 beginnen, den blaugrünen Farbstoff praktisch sofort zu entwickeln, während die purpurbild-erzeugende Schicht 14 beginnen würde, den Purpurfarbstoff nach einer zeitlichen Verzögerung in Abhängigkeit von der Dicke der Abstandsschicht 18 zu entwickeln. Die chemische Natur der Aktivierung der Farbe in jedem Fall ist nicht kritisch.

Um erfindungsgemäß einen Vielfarbendruck zu erzeugen, ist jede bilderzeugende Schicht so eingerichtet, dass sie bei verschiedenen Temperaturen aktiviert wird, z.B. bei T5 für eine blaugrünbild-erzeugende Schicht 14 und T6 für die "vergrabene", purpurbild-erzeugende Schicht 16. Dieses Ergebnis kann erhalten werden, wenn diese bilderzeugenden Schichten z.B. so gewählt werden, dass sie verschiedene Schmelztemperaturen haben, oder dass verschiedene thermische Lösungsmittel in sie eingebaut werden, die bei verschiedenen Temperaturen schmelzen und die bilderzeugenden Materialien verflüssigen. Die Temperatur T5 wird so gewählt, dass sie höher als T6 ist.

Wird eine Temperatur von weniger als T6 über eine beliebige Zeitdauer an das Bildaufzeichnungselement angelegt, wird keine Farbe gebildet. Das Bildaufzeichnungsmaterial kann also bei Temperaturen von weniger als T6 sicher versandt und gelagert werden. Wenn ein Druckelement in Kontakt mit der Schicht 14 so viel Hitze aufbringt, dass durch die bilderzeugende Schicht 16 eine Temperatur zwischen T5 und T6 erreicht wird, bleibt die blaugrünbild-erzeugende Schicht 14 praktisch farblos, und die purpurbild-erzeugende Schicht 16 entwickelt eine Purpur-Farbdichte nach einer zeitlichen Verzögerung, die eine Funktion der Dicke der Abstandsschicht 18 ist. Wird durch das Druckelement in Kontakt mit der bilderzeugenden Schicht 14 eine Temperatur von etwas über T5 auf das Bildaufzeichnungselement aufgebracht, beginnt die blaugrünbild-erzeugende Schicht 14 sofort mit der Entwicklung der Farbdichte, während die purpurbild-erzeugende Schicht 16 ebenfalls die Purpurfarbdichte entwickelt, jedoch nur nach einer zeitlichen Verzögerung. Anders gesagt, ist es bei mittleren Temperaturen und verhältnismäßig langen Zeiträumen möglich, Purpurfarbe ohne Blaugrün-Farbe zu erzeugen, und für hohe Temperaturen und verhältnismäßig kurze Zeiträume ist es möglich, Blaugrün-Farbe ohne jede Purpurfarbe zu erzeugen. Ein verhältnismäßig kurzer Hitzepuls mit hoher Temperatur in Verbindung mit einem längeren Hitzepuls bei einer mittleren Temperatur führt zur Kombination von Purpur- und Blaugrün-Farbe in ausgewählten Anteilen.

Für den Fachmann ist es klar, dass die vorstehend unter Bezugnahme auf 8 beschriebenen Mechanismen eine optimale Differenzierung zwischen den beiden Farben ermöglichen, wenn der thermische Druckkopf so gewählt wird, dass er nach der Anwendung von Hitze diese wirksam von der Oberfläche des Bildaufzeichnungsmediums 10 ableitet. Dies ist unmittelbar nach dem Druck eines Pixels in der bilderzeugenden Schicht 14 besonders wichtig.

Die bilderzeugenden Schichten 14 und 16 des Bildaufzeichnungselements 10 können gegebenenfalls mehr als eine Farbänderung erleiden. Beispielsweise kann die bilderzeugende Schicht 14 als Funktion der aufgebrachten Hitze von farblos nach gelb nach rot gehen. Die bilderzeugende Schicht 16 kann zunächst gefärbt sein, dann farblos werden und dann eine andere Farbe einnehmen. Der Fachmann erkennt, dass diese Farbänderungen erhalten werden können, wenn die in der US-Patentschrift 3,895,173 beschriebenen Bildaufzeichnungsmechanismen angewendet werden.

Es kann jede bekannte Druckvariante angewendet werden, um eine dritte bilderzeugende Schicht oder zusätzliche bilderzeugende Schichten über die beiden in 8 erläuterten Schichten zu erzeugen. Beispielsweise kann die dritte bilderzeugende Schicht durch Tintenstrahldruck, thermische Übertragung, Elektrofotografie usw. erzeugt werden. Insbesondere kann das Bildaufzeichnungselement 10 eine dritte bilderzeugende Schicht enthalten, die nach der Farbbildung in der Schicht fixiert werden kann, indem sie in an sich bekannter Weise belichtet wird. Bei dieser Ausführungsform soll die dritte bilderzeugende Schicht in der Nähe der Oberfläche des Bildaufzeichnungselements angeordnet und bei einer niedrigeren Temperatur als die bilderzeugende Schicht 14 gedruckt werden, bevor die bilderzeugende Schicht 14 gedruckt wird. Die Fixierung dieser dritten Schicht sollte ebenfalls vor dem Druck der bilderzeugenden Schicht 14 erfolgen.

Die Unterlage 12 kann aus jedem, zur Verwendung in thermischen Bildaufzeichnungselementen geeigneten Materialien bestehen, z.B. polymeren Materialien, und kann durchsichtig oder reflektierend sein.

Es können alle Kombinationen von Materialien, die thermisch zu einer Farbänderung gebracht werden können, verwendet werden. Die Materialien können chemisch unter dem Einfluss der Hitze reagieren, entweder als Ergebnis der Vereinigung nach einem physikalischen Mechanismus, wie Schmelzen oder Diffusion, oder durch thermische Beschleunigung einer Reaktionsgeschwindigkeit. Die Reaktion kann chemisch reversibel oder irreversibel sein.

Beispielsweise kann ein farbloser Farbstoff-Vorläufer beim hitze-induzierten Kontakt mit einem Reagens Farbe bilden. Dieses Reagens kann eine Brönsted-Säure, wie sie in "Imaging Processes and Materials", Nebelette's 8. Ausgabe, J. Sturge, V. Walworth, A. Shepp, Hrsg., Van Nostrand Reinhold, 1989, S. 274-275, oder eine Lewis-Säure sein, wie sie beispielsweise in der US-Patentschrift 4,636,819, beschrieben ist. Geeignete Farbstoff-Vorläufer zur Verwendung mit sauren Reagentien sind beispielsweise in der US-Patentschrift 2,417,897, in der Südafrikanischen Patentschrift 68-00170, in der Südafrikanischen Patentschrift 68-00323 und in der DE-A-2,259,409 beschrieben. Weitere Beispiele für derartige Farbstoffe finden sich in "Synthesis and Properties of Phthalide-type Color Formers", von Ina Fletcher und Rudolf Zink, in "Chemisrty and Applications of Leuco Dyes", Muthyala Ed., Plenum Press, New York, 1997. Derartige Farbstoffe können beispielsweise Triarylmethan-, Diphenylmethan-, Xanthen-, Thiazin- oder Spiroverbindungen umfassen, beispielsweise Kristallviolett-Lakton, N-Halophenyl-Leuko-Auramin, Rhodamin-B-Anilinolactam, 3-Piperidino-6-methyl-7-anilinofluoran, Benzoylleuko-Methylenblau, 3-Methyl-Spirodinaphthofuran usw.. Das saure Material kann ein Phenolderivat oder ein aromatisches Carbonsäurederivat sein, z.B. p-tert-Butylphenol, 2,2-bis-(p-Hydroxyphenyl)propan, 1,1-bis(p-Hydroxyphenyl)pentan, p-Hydroxybenzoesäure, 3,5-di-tert-Butylsalicylsäure, usw.. Diese thermischen Bildaufzeichnungsmaterialien und ihre verschiedenen Kombinationen sind bekannt; verschiedene Verfahren zur Herstellung von hitzeempfindlichen Aufzeichnungselementen unter Verwendung dieser Materialien sind ebenfalls bekannt und sind beispielsweise in den US-Patentschriften 3,539,375; 4,401,717 und 4,415,633 beschrieben.

Das zur Bildung eines gefärbten Farbstoffes aus einem farblosen Vorläufer verwendete Reagens kann auch eine elektrophile Verbindung sein, wie sie beispielsweise in der US-Patentschrift 4,745,046, eine Base, wie sie beispielsweise in der US-Patentschrift 4,020,232, ein Oxidationsmittel, wie es z.B. in den US-Patentschriften 3,390,994 und 3,647,467, ein Reduktionsmittel, wie es beispielsweise in der US-Patentschrift 4,042,392, ein chelierbares Mittel, wie es beispielsweise in der US-Patentschrift 3,293,055 für Spiropyranfarbstoffe, oder ein Metallion, wie es beispielsweise in der US-Patentschrift 5,196,297 beschrieben ist, wobei die Thiolactonfarbstoffe einen Komplex mit einem Silbersalz unter Bildung einer gefärbten Spezies bilden.

Die umgekehrte Reaktion, nach der ein gefärbtes Material durch Einwirkung eines Reagens farblos wird, kann ebenfalls angewendet werden. Beispielsweise kann ein protonierter Indikatorfarbstoff unter der Einwirkung einer Base farblos werden, oder ein vorgeformter Farbstoff kann unter der Einwirkung einer Base irreversibel entfärbt werden, wie es beispielsweise in den US-Patentschriften 4,290,951 und 4,290,955 beschrieben ist, oder es kann ein elektrophiler Farbstoff unter der Einwirkung einer nukleophilen Substanz gebleicht werden, wie es in der US-Patentschrift 5,258,274 beschrieben ist.

Reaktionen, wie die vorstehend beschriebenen, können auch dazu verwendet werden, um ein Molekül aus einer gefärbten Form in eine anders gefärbte Form umzuwandeln.

Die bei diesen wie den vorstehend beschriebenen Verfahren verwendeten Reagentien können aus dem Farbstoff-Vorläufer sequestriert und unter der Einwirkung von Hitze mit dem Farbstoff-Vorläufer in Kontakt gebracht werden, oder es kann ein chemischer Vorläufer der eigentlichen Reagentien verwendet werden. Der Vorläufer des Reagens kann mit dem Farbstoff-Vorläufer in innigem Kontakt stehen. Durch die Einwirkung von Hitze kann das Reagens aus dem Reagens-Vorläufer freigesetzt werden. So beschreibt z.B. die US-Patentschrift 5,401,619 die thermische Freisetzung einer Brönsted-Säure aus einem Vorläufermolekül. Andere Beispiele von thermisch freisetzbaren Reagentien finden sich in "Chemical Triggering", G.J. Sabongi, Plenum Press, New York (1987).

Es können auch zwei Substanzen, die unter Bildung eines neuen gefärbten Moleküls miteinander kuppeln, verwendet werden. Derartige Materialien umfassen Diazoniumsalze mit geeigneten Kupplern, wie sie beispielsweise in "Imgaging Processes and Materials", S. 268-270, und in der US-Patentschrift 6,197,725 beschrieben sind, oder oxidierte Phenylendiaminverbindungen mit geeigneten Kupplern, wie sie beispielsweise in den US-Patentschriften 2,967,784; 2,995,465; 2,995,466; 3,076,721 und 3,129,101 beschrieben sind.

Ein anderes chemisches Farbänderungsverfahren ist eine unimolekulare Reaktion, bei der Farbe aus einem farblosen Vorläufer gebildet, eine Farbänderung eines gefärbten Materials bewirkt oder ein gefärbtes Material gebleicht wird. Die Geschwindigkeit einer solchen Reaktion kann durch Erhitzen beschleunigt werden. Beispielsweise beschriebt die US-Patentschrift 3,488,705 thermisch instabile Salze organischer Säuren von Triarylmethan-Farbstoffen, die beim Erhitzen zersetzt und gebleicht werden. Die US-Patentschrift 3,745,009, neu ausgegeben als US-Patentschrift Re. 29,168, und die US-Patentschrift 3,832,212 beschreiben hitzeempfindliche Verbindungen für die Thermografie, enthaltend ein heterocyclisches Stickstoffatom, das mit einer -OR-Gruppe, z.B. einer Carbonatgruppe, substituiert ist, und das beim Erhitzen eine homolytische oder heterolytische Spaltung der Stickstoff-Sauerstoff-Bindung erleidet, wobei ein RO+-Ion oder ein RO'-Rest und eine Farbstoffbase, oder ein Farbstoffrest, der teilweise weiter fragmentiert werden kann, gebildet werden. Die US-Patentschrift 4,380,629 beschreibt styrylähnliche Verbindungen, die reversibel oder irreversibel über eine Ringöffnung und Ringschließung als Reaktion auf Aktivierungsenergien gefärbt oder gebleicht werden. Die US-Patentschrift 4,720,449 beschreibt eine intramolekulare Acylierungsreaktion, bei der ein farbloses Molekül in eine gefärbte Form umgewandelt wird. Die US-Patentschrift 4,243,052 beschreibt die Pyrolyse eines gemischten Carbonats eines Chinophthalon-Vorläufers, die zur Bildung eines Farbstoffs verwendet werden kann. Die US-Patentschrift 4,602,263 beschreibt eine thermisch entfernbare Schutzgruppe, bei deren Entfernung ein Farbstoff oder die Änderung der Farbe eines Farbstoffs erhalten wird. Die US-Patentschrift 5,350,870 beschreibt eine intramolekulare Acylierungsreaktion, die zur Induzierung einer Farbänderung verwendet werden kann. Ein weiteres Beispiel einer unimolekularen Farbbildungsreaktion ist in "New Thermo-Response Dyes: Coloration by the Claisen Rearrangement and intramolecular Acid-Base Reaktion"; Masahiko Inouye, Kikuo Tsuchiya und Teijiro Kitao, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 31, S. 204-205 (1992) beschrieben.

Es ist nicht nötig, dass das gefärbte Material durch einen Farbstoff gebildet wird. Die gefärbte Spezies kann z.B. auch ein Metall oder ein Polymer sein. Die US-Patentschrift 3,107,174 beschreibt die thermische Bildung von metallischem Silber (das schwarz erscheint) durch die Reduktion eines farblosen Silberbehenat-Salzes mit einem geeigneten Reduktionsmittel. Die US-Patentschrift 4,242,440 beschreibt ein thermisch aktiviertes System, in welchem ein Polyacetylen als Chromophor verwendet wird.

Physikalische Mechanismen können ebenfalls angewendet werden. Phasenänderungen, die zur Änderung des physikalischen Aussehens führen, sind bekannt. Die Farbänderung kann beispielsweise zu einer Änderung der Lichtstreuung führen. Die thermisch aktivierte Diffusion eines Farbstoffs aus einem begrenzten Bereich unter Veränderung seiner Deckkraft und scheinbaren Dichte wurde ebenfalls beschrieben in "A New Thermographic Process" von Shoichiro Hoshino, Akira Kato und Yuzo Ando, Symposium on Unconventional Photographic System, Washington D.C., 29. Oktober 1064.

Die bilderzeugenden Schichten 14 und 16 können alle vorstehend beschriebenen bilderzeugenden Materialien oder alle der anderen thermisch aktivierten Farbstoffe enthalten; sie sind gewöhnlich 0,5 bis etwa 4,0 &mgr;m, vorzugsweise etwa 2 &mgr;m, dick. In Fällen, in denen die bilderzeugenden Schichten 14 und 16 mehr als eine Schicht enthalten, hat jede Einzelschicht gewöhnlich eine Dicke von 0,1 bis etwa 3,0 &mgr;m. Die bilderzeugenden Schichten 14 und 16 können Dispersionen von festen Materialien, eingekapselte Flüssigkeiten, amorphe oder feste Materialien oder Lösungen von aktiven Materialien in polymeren Bindemitteln oder alle anderen derartigen Kombinationen enthalten.

Die Zwischenschicht 18 hat gewöhnliche eine Dicke von etwa 5 bis etwa 30 &mgr;m, vorzugsweise etwa 14-25 &mgr;m. Die Zwischenschicht 18 kann jedes geeignete Material umfassen, einschließlich inerter Materialien, oder Materialien, die beim Erhitzen eine Phasenänderung erleiden, z.B. wenn die Schicht ein thermisches Lösungsmittel enthält. Typische geeignete Materialien umfassen polymere Materialien, wie Poly(vinalylkohol). Die Zwischenschicht 18 kann ein oder mehrere Materialien enthalten und aus einer oder mehreren Schichten aufgebaut sein. Die Zwischenschicht 18 kann aus einer wässrigen oder Lösungsmittel-Lösung aufgebracht oder als Film auf die bilderzeugenden Schichten laminiert werden. Die Zwischenschicht 18 kann undurchsichtig oder durchsichtig sein. Wenn die Zwischenschicht undurchsichtig ist, ist die Unterlage 12 vorzugsweise durchsichtig, so dass jede Außenfläche des Bildaufzeichnungselements 10 mit einem thermischen Druckkopf von einer Seite aus gedruckt werden kann. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Unterlage 12 durchsichtig und die Zwischenschicht 18 weiß. Dadurch wird der Effekt des beidseitigen Druckens einer Einzelfolie unter Verwendung nur eines einzigen Druckkopfes erreicht, wobei nur auf eine Seite der Folie gedruckt wird.

Die thermischen Bildaufzeichnungselemente gemäß der Erfindung können auch rückwärts aufgetragene thermische Schichten und schützende Deckschichten über der äußeren Oberfläche der bilderzeugenden Schichten enthalten. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Bildaufzeichnungselements nach 8 ist eine Sperrschicht und eine schützende Deckschicht über der Schicht 14 angeordnet. Die Sperrschicht kann wasser- und gasundurchlässige Materialien enthalten. Zusammengenommen können die Sperrschicht und die Deckschicht gegen UV-Strahlung schützen.

Bei einer alternativen Ausführungsform des in 8 dargestellten Bildaufzeichnungselements ist die bilderzeugende Schicht 16 auf einer dünnen Unterlage 12, z.B. Poly(ethylenterephthalat), mit einer Dicke von etwa 4,5 &mgr;m aufgetragen. Dann werden die Zwischenschicht 18 und die bilderzeugende Schicht 14 abgeschieden. Die Unterlage 12 kann undurchsichtig oder durchsichtig sein und kann auf die Schicht 16 aufgetragen, laminiert oder extrudiert sein. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung können die bilderzeugenden Schichten 14 und 16 mit einem thermischen Druckkopf oder Druckköpfen durch die dünne Unterlage 12 angesteuert werden.

9 zeigt ein dreifarbiges thermisches Aufzeichnungselement gemäß der Erfindung, bei dem thermische Verzögerungen angewendet werden, um die Druckbereiche für die zu bildenden Farben zu definieren. Das drei Farben aufzeichnende Element 20 enthält eine Unterlage 22, die blaugrün-, purpur- und gelbbilderzeugende Schichten 24, 26 bzw. 28, und die Abstands-Zwischenschichten 30 und 32. Vorzugsweise ist die Zwischenschicht 30 dünner als die Zwischenschicht 32, solange die Materialien, aus denen beide Schichten zusammen gesetzt sind, die gleiche Wärmekapazität und thermische Leitfähigkeit haben. Die Aktivierungstemperatur der Schicht 24 ist höher als die der Schicht 26, die wiederum höher ist als die der Schicht 28.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein thermisches Bildaufzeichnungselement, worin eine Vielzahl von bilderzeugenden Schichten auf der selben Oberfläche einer Unterlage getragen wird, in 9 erläutert, wobei die drei bilderzeugenden Schichten durch die selbe Oberfläche der Unterlage 22 getragen werden, und zwei der bilderzeugenden Schichten durch einen oder mehrere Druckköpfe von einer Oberfläche des Elements aus und mindestens eine dritte bilderzeugende Schicht durch einen getrennten Druckkopf von der gegenüber liegenden Seite des Substrats aus aktiviert werden. Bei der in 9 erläuterten Ausführungsform werden die bilderzeugenden Schichten 24 und 26 durch einen oder zwei thermische Druckköpfe in Kontakt mit der Außenfläche der farberzeugenden Schicht aktiviert, und die farbbildende Schicht 28 wird durch einen thermischen Druckkopf in Kontakt mit der Außenfläche der Unterlage 22 aktiviert. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist die Unterlage 22 relativ dünn und hat gewöhnlich eine Dicke von weniger als etwa 20 &mgr;m, vorzugsweise etwa 5 &mgr;m.

Da in diesem Fall die Unterlage verhältnismäßig dünn ist, zieht man es vor, das Bildaufzeichnungselement auf eine andere Unterlage, z.B. ein Etiketten-Kartonmaterial, zu laminieren. Diese Laminatstrukturen können auch zusätzliche Merkmale enthalten, z.B. wenn die bilderzeugenden Schichten getrennt werden sollen, wenn das Laminat auseinander genommen wird, wodurch Sicherheitsmerkmale erhalten werden. Auch können Ultraviolett- und Infrarot-Sicherheitsmerkmale in die bilderzeugenden Schichten eingebaut werden.

Durch Laminieren des aktivierten thermischen Bildaufzeichnungselements an eine andere Basis wird eine Reihe von Produktanwendungen geschaffen. Das Basismaterial kann ein beliebiges Material sein, das ein klebendes Bindemittel trägt. So kann die Bildaufzeichnung mit verschiedenen Materialien, z.B. durchsichtigen oder reflektierenden Aufklebermaterialien, durchgeführt werden, die auf durchsichtige oder reflektierende Trägermaterialien laminiert sein können, um durchsichtige oder reflektierende Produkte zu erzeugen.

10 zeigt ein thermisches Vielfarben-Bildaufzeichnungselement gemäß der Erfindung, wobei zwei bilderzeugende Schichten auf einer Seite einer Unterlage und eine bilderzeugende Schicht auf der anderen Seite der Unterlage angeordnet sind. In 10 erkennt man ein Bildaufzeichnungselement 40, welches eine Unterlage 42, eine erste bilderzeugende Schicht 44, eine Zwischenschicht 46, eine zweite bilderzeugende Schicht 48, eine dritte bilderzeugende Schicht 50, gegebenenfalls eine weiße oder reflektierende Schicht 52, eine rückwärtige Schicht 53 und eine Deckschicht 54 enthält. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Unterlage 42 durchsichtig. Die bilderzeugenden Schichten und die Zwischenschicht können alle Materialien enthalten, die vorstehend für derartige Schichten beschrieben sind. Die fakultative Schicht 52 kann aus einem geeigneten reflektierenden Material bestehen oder Teilchen eines Weißpigments, wie Titandioxid, enthalten. Die schützende Deckschicht und die rückwärtige Schicht 53 bzw. 54 können geeignete Materialien enthalten, die die Funktionen des Schmierens, der Hitzebeständigkeit, der UV-, Wasser- und Sauerstoffsperre usw. erfüllen. Diese Materialien können polymere Bindemittel enthalten, in denen geeignete kleine Moleküle gelöst oder dispergiert sind, wie es dem Fachmann geläufig ist. Die Aktivierungstemperatur der bilderzeugenden Schicht 48 ist niedriger als die der bilderzeugenden Schicht 44, und die Aktivierungstemperatur der bilderzeugenden Schicht 50 kann die gleiche sein wie die der bilderzeugenden Schicht 48 bzw. höher oder niedriger; sie kann so niedrig wie möglich sein, wobei aber das Erfordernis der Stabilität bei Raumtemperatur und beim Versand erfüllt sein muss.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann ein thermischer Druckkopf verwendet werden, um unabhängig von einer Oberfläche des Bildaufzeichnungselements aus zwei bilderzeugende Schichten anzusteuern, die von einer Oberfläche einer Unterlage getragen werden, und ein anderer thermischer Druckkopf kann dazu verwendet werden, um unabhängig von der gegenüber liegenden Oberfläche des Bildaufzeichnungselements aus eine oder mehrere bilderzeugende Schichten, die von der gegenüber liegenden Oberfläche des Substrats getragen werden, anzusteuern. Diese bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand des Bildaufzeichnungselements von 10 beschrieben, obgleich diese Ausführungsform selbstverständlich auch mit anderen geeigneten Bildaufzeichnungselementen realisiert werden kann. Thermische Druckköpfe, die mit gegenüber liegenden Oberflächen des Bildaufzeichnungselements in Kontakt gebracht werden, können direkt einander gegenüber liegend angeordnet sein. Andererseits und bevorzugt sind die entsprechenden Druckköpfe gegeneinander versetzt, wie es in 11 erläutert ist. Weiterhin und bevorzugt können zwei getrennte Druckvorrichtungen, z.B. Alps MBL 25, erhältlich von Alps Electric Co. Ltd., Tokio, Japan, verwendet werden. Vorzugsweise verwendet man jedoch eine thermische Druckvorrichtung, bei der einige Komponenten, z.B. der Antriebsmotor und die Stromquelle, von den beiden Druckstationen gleichzeitig verwendet werden.

11 zeigt eine Rolle eines thermischen Bildaufzeichnungselements 55, z.B. das in 10 erläuterte Bildaufzeichnungselement. Dieses Bildaufzeichnungselement wird zwischen einem thermischen Druckkopf 56 und einer Gegenwalze 57 und anschließend zwischen einem zweiten thermischen Druckkopf 58 und einer Gegenwalze 59 hindurch geleitet. Der erste thermische Druckkopf steuert mindestens teilweise unabhängig die erste und die zweite bilderzeugende Schicht 44 bzw. 48 an, die blaugrün- bzw. purpurbild-erzeugende Schichten sein können, und der zweite thermische Druckkopf steuert die dritte bilderzeugende Schicht 50 an, die eine gelbbild-erzeugende Schicht sein kann.

Wie vorstehend erörtert, werden bei dem vorteilhaften thermischen Vielfarben-Verfahren gemäß der Erfindung zwei oder mehrere verschiedene bilderzeugende Schichten eines thermischen Bildaufzeichnungselements zumindest teilweise unabhängig von der selben Oberfläche des Bildaufzeichnungselements aus durch einen einzigen thermischen Druckkopf oder durch mehrere thermische Druckköpfe angesteuert. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden zwei oder mehrere verschiedene bilderzeugende Schichten eines thermischen Bildaufzeichnungselements zumindest teilweise unabhängig durch einen einzigen thermischen Druckkopf in einem einzigen Durchlauf angesteuert. Dies kann durch Manipulation von Steuersignalen, die an einen üblichen thermischen Druckkopf angelegt werden, durchgeführt werden, wobei dessen Heizelemente mit der Oberfläche des Bildaufzeichnungselements in Kontakt stehen. Ein üblicher thermischer Druckkopf ist aus einer linearen Reihe von Heizelementen zusammen gesetzt, wobei jedes einen elektronischen Schalter besitzt, der in der Lage ist, sie mit einer üblichen Spannung und der Erde zu verbinden. Die Spannung der Sammelleitung und die Zeit, während der der elektrische Schalter geschlossen ist, beeinflussen zusammen die Temperatur und die Zeit der thermischen Behandlung.

Um die Verfahren zur Regelung der Temperatur bei der Durchführung der Erfindung zu beschreiben, wird anschließend der Betrieb des thermischen Druckkopfes im Einzelnen beschrieben. Beim normalen Gebrauch des Druckkopfes wird eine feste Spannung an den Druckkopf angelegt, und die Modulation der Dichte des erzeugten Bildes erfolgt durch Regelung der Zeit, während der diese Spannung an die Heizelemente angelegt ist. Das Steuersystem kann eigenständig sein, d.h. das Zeitintervall, das zum Drucken jedes Pixels auf dem Bildaufzeichnungselement verwendet wird, wird in eine Anzahl von eigenständigen Subintervallen unterteilt, und das Heizelement kann während jedes dieser Subintervalle entweder aktiv oder inaktiv sein. Weiterhin kann der Betriebszyklus des Erhitzens innerhalb jedes Subintervalls geregelt werden. Ist beispielsweise ein Heizelement während eines der Subintervalle aktiv und der Betriebszyklus für dieses Subintervall beträgt 50%, dann wird der Strom während 50% dieses speziellen Subintervalls an das Heizelement angelegt. Dieses Verfahren ist in 12 erläutert.

12 erläutert die Anwendung eines Druckkopfes, worin jedes Druckintervall eines Pixels in sieben gleiche Subintervalle unterteilt ist. Im erläuterten Fall ist das Pixel für die ersten vier Subintervalle aktiv und für die drei nächsten Subintervalle inaktiv. Zusätzlich haben die angelegten Spannungspulse einen Betriebszyklus von 50%, so dass innerhalb jedes aktiven Subintervalls die Spannung während der Hälfte des Subintervalls anliegt und während der anderen Hälfte abgeschaltet ist. Soweit die Temperatur des Heizelements von dem zugeleiteten Strom abhängt, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass diese Temperatur durch die Spannung der Sammelleitung und den Betriebszyklus der Pulse erreicht werden kann. Wenn die einzelnen Subintervalle tatsächlich viel kürzer als die thermische Zeitkonstante für das Erhitzen und Abkühlen des Mediums sind, dann kann der Effekt der Änderung der Spannung der Sammelleitung durch den Effekt der Änderung des Betriebszyklus der Pulse imitiert werden.

Dies eröffnet mindestens zwei Möglichkeiten zur Regelung der auf den Druckkopf aufgebrachten Energie. Die erste Möglichkeit besteht darin, dass die Temperatur des Heizelements eines Druckkopfes durch Manipulation der Spannung der Sammelleitung geregelt werden kann, während der Betriebszyklus für jedes Subintervall auf einigen vorbestimmten Werten fixiert bleibt. In diesem Fall wird die Temperatur in erster Linie durch die Auswahl der Spannung der Sammelleitung geregelt, während die Zeit durch die Auswahl der Zahl der Subintervalle, in denen das Heizelement aktiviert ist, geregelt wird.

Nach der zweiten Möglichkeit wird die Temperatur des Heizelements durch Manipulation der Betriebszyklen der Subintervalle geregelt, während die Sammelspannung fixiert bleibt. Dieses Verfahren der Temperaturregelung wird am besten so ausgeführt, dass die Subintervalle verglichen mit der thermischen Zeitkonstante des Bildaufzeichnungselements kurz sein müssen, so dass die Temperatur in der bilderzeugenden Schicht auf die durchschnittliche Energie anspricht, die während des Subintervalls aufgebracht wird, anstatt dass schnellen Spannungsübergängen nachgegangen wird. Für einen typischen Druckkopf nach dieser Ausführungsform kann die Zeit des Subintervalls zehnmal oder mehr kürzer sein als die thermische Reaktionszeit des Bildaufzeichnungselements, so dass diese Bedingung gut erfüllt ist.

Die Auswahl zwischen diesen beiden Regelungsmethoden oder einer Kombination der beiden ist Sache der praktischen Ausführung. Beispielsweise ist es bei einem Mehrschrittsystem, bei dem jede Farbschicht in einem getrennten Durchlauf des Bildaufzeichnungselements unter dem Druckkopf gedruckt wird, nicht schwierig, die an die gemeinsame Druckkopf-Sammelleitung angelegte Spannung bei jedem Durchlauf zu ändern. Die angelegten Spannungen können dann für die besten Ergebnisse leicht angepasst werden. Andererseits ist es bei einem Einzeldurchlauf-System, in dem zwei oder mehrere Farbschichten in schneller Abfolge an jedem Pixel geschrieben werden, im Allgemeinen bequemer und wirtschaftlicher, den Druckkopf mit einer festen Spannung zu betreiben. In diesem Fall werden die Temperaturänderungen vorzugsweise durch eine vorher bestimmte Abfolge von Betriebszyklen der Subintervalle bewirkt.

Die beiden Methoden sind in den 13 bzw. 14 erläutert, die auf einem System mit zwei bilderzeugenden Schichten beruhen, bei dem eine bilderzeugende Schicht durch eine hohe Temperatur über kurze Zeiten und die andere bilderzeugende Schicht durch eine niedrige Temperatur über längere Zeiten aktiviert wird.

13 erläutert schematisch ein Verfahren zum abwechselnden Schreiben auf zwei bilderzeugenden Schichten durch Änderung der Spannung der Sammelleitung und der Zeit, während der das Heizelement aktiviert ist. Zunächst wird bei einer hohen Temperatur über eine kurze Zeit geschrieben, was durch eine kurze Reihe von Hochspannungspulsen erreicht wird. Dann erfolgt das Schreiben bei niedriger Temperatur über eine längere Zeit unter Verwendung einer längeren Abfolge von Niedrigspannungspulsen. Die Abfolge wiederholt sich dann abwechselnd rückwärts und vorwärts zwischen farbbildenden Schichten.

14 erläutert schematisch ein anderes Verfahren zum abwechselnden Schreiben auf zwei bilderzeugenden Schichten. In diesem Fall wird der Puls-Betriebszyklus anstelle der Pulsspannungen variiert. Die Hochtemperatur-Kurzzeit-Erhitzung wird mit einer kurzen Abfolge von Pulsen von einem großen Betriebszyklus durchgeführt. Die Tieftemperatur-Langzeit-Erhitzung wird mit einer längeren Abfolge von Pulsen mit einem niedrigen Betriebszyklus durchgeführt.

Das in 14 erläuterte Verfahren zur Erzeugung eines Bildes in einem Bildaufzeichnungselement gemäß der Erfindung mit zwei bilderzeugenden Schichten ist nachstehend im Einzelnen beschrieben. Das Zeitintervall zur Erzeugung eines einzelnen Pixels eines Bildes im Bereich des thermischen Bildaufzeichnungselements, das mit einem Heizelement des Druckkopfes in thermischem Kontakt steht, wird, wie vorstehend beschrieben, in eine Vielzahl von zeitlichen Subintervallen (nachstehend als Mini-Subintervalle bezeichnet), unterteilt. Die Mini-Subintervalle können die gleiche oder eine unterschiedliche Dauer haben. Bei einer bevorzugten Ausführungsform haben die Mini-Subintervalle die gleiche Dauer. Das Zeitintervall zur Erzeugung eines einzelnen Pixels wird ebenfalls in ein erstes und ein zweites Zeitintervall unterteilt, wobei das erste Zeitintervall kürzer als das zweite Zeitintervall ist. Das erste Zeitintervall wird zur Erzeugung eines Bildes in einer ersten farberzeugenden Schicht des thermischen Bildaufzeichnungselements verwendet (diese kann eine bei höherer Temperatur arbeitende farberzeugende Schicht sein), und das zweite Zeitintervall wird verwendet, um ein Bild in einer zweiten farberzeugenden Schicht des thermischen Bildaufzeichnungselements zu erzeugen (diese kann eine bei niedriger Temperatur arbeitende farberzeugende Schicht sein). Zwischen dem ersten Zeitintervall und dem zweiten Zeitintervall sind die meisten oder alle vorstehend beschriebenen Mini-Subintervalle enthalten. Wenn die Mini-Subintervalle die gleiche Dauer haben, enthält das erste Zeitintervall weniger Mini-Subintervalle als das zweite Zeitintervall. Vorzugsweise ist das zweite Zeitintervall mindestens zwei Mal so lang wie das erste Zeitintervall. Es ist nicht nötig, dass das erste Zeitintervall dem zweiten Zeitintervall vorausgeht. Es ist möglich, dass das erste Zeitintervall und das zweite Zeitintervall in Kombination nicht das gesamte Zeitintervall zum Drucken eines einzigen Pixels beanspruchen. Vorzugsweise nehmen das erste Zeitintervall und das zweite Zeitintervall in Kombination den größten Teil des Zeitintervalls zum Drucken eines einzelnen Pixels in Anspruch.

Ein Heizelement des Druckkopfes wird aktiviert, indem während eines Mini-Subintervalls ein einziger elektrischer Strompuls angelegt wird. Die Dauer der Mini-Subintervalle (d.h. der Betriebszyklus), während der dieser elektrische Strompuls angelegt wird, kann jeden Wert zwischen etwa 1% und 100% annehmen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat der Betriebszyklus einen festen Wert, p1, während des ersten Zeitintervalls, und einen zweiten festen Wert, p2, während des zweiten Zeitintervalls, wobei p1 > p2. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist p1 annähernd 100. Vorzugsweise ist p1 größer als die oder gleich der zweifachen Länge von p2.

Innerhalb des ersten und des zweiten Zeitintervalls können verschiedene Bildintensitäten innerhalb der bilderzeugenden Schichten (d.h. unterschiedliche Grauwerte des Bildes) erzeugt werden, indem eine bestimmte Gruppe von Mini-Subintervallen aus der gesamten Anzahl der verfügbaren Mini-Subintervalle ausgewählt wird; während dieser Zeit wird ein elektrischer Strompuls angelegt. Die unterschiedlichen Bildintensitäten können entweder durch Veränderung der Größe der auf der (den) bilderzeugenden Schicht(en) gedruckten Punkte oder durch Änderung der optischen Dichte der auf die bilderzeugenden Schicht(en) gedruckten Punkte oder durch eine Kombination von Änderungen der Punktgröße und der optischen Dichte erreicht werden.

Obgleich das Verfahren vorstehend unter Bezugnahme auf ein einziges Pixel beschrieben wurde, das durch ein einziges Heizelement des Druckkopfes gedruckt wird, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass ein Druckkopf eine lineare Reihe von vielen derartigen Heizelementen enthält, und dass das thermische Bildaufzeichnungselement in einer Richtung senkrecht zu dieser linearen Anordnung verschoben werden kann, so dass während des Zeitintervalls zur Erzeugung eines Bildes eines einzigen Pixels durch ein einziges Heizelement das Bild einer Linie von Pixeln in dem thermischen Bildaufzeichnungselement gebildet wird. Weiterhin ist es für den Fachmann klar, dass Bilder in einer oder beiden bilderzeugenden Schichten des thermischen Bildaufzeichnungselements während des Zeitintervalls zur Erzeugung des Bildes eines einzigen Pixels durch ein einziges Heizelement erzeugt werden können, wobei das in der ersten bilderzeugenden Schicht gebildete Bild durch die während des ersten vorstehend spezifizierten Zeitintervalls aufgebrachte Energie und das in der zweiten bilderzeugenden Schicht gebildete Bild durch die während des zweiten vorstehend spezifizierten Zeitintervalls aufgebrachte Energie erzeugt wird. Es können also beide Bilder erzeugt werden, wenn das thermische Bildaufzeichnungselement ein Mal unter dem Druckkopf verschoben wird, d.h. mit einem einzigen Durchlauf des Druckkopfes. In der Praxis erhitzt die während der ersten Zeitperiode aufgebrachte Energie die zweite bilderzeugende Schicht, und die während der zweiten Zeitperiode aufgebrachte Energie erhitzt die erste bilderzeugende Schicht. Der Fachmann erkennt, dass eine geeignete Einstellung der während der beiden Zeitperioden aufgebrachten Energie erforderlich ist, um diese Effekte sowie auch andere Effekte, z.B. die thermische Geschichte, und unangestrebtes Erhitzen durch benachbarte Heizelemente, zu kompensieren.

In der Praxis kann die Anzahl der Pulse anders sein als die in den 13 und 14 dargestellte. Bei einem typischen Drucksystem kann das Pixel-Druckintervall im Bereich von 1 bis 100 msec. liegen, und die Länge des Mini-Subintervalls kann im Bereich von 1 bis 100 Mikrosekunden liegen. Es können daher gewöhnlich Hunderte von Subintervallen innerhalb des Pixel-Druckintervalls vorliegen.

Der Betriebszyklus, innerhalb dessen ein Mini-Subintervall im Allgemeinen von Puls zu Puls verändert werden kann, kann bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform dieses Verfahrens verändert werden, um zur Erzielung guter Druckergebnisse die den Heizelementen zugeführte Durchschnittsenergie anzupassen.

Natürlich ist es für den Fachmann klar, dass, wenn das unabhängige Ansteuern von mehr als zwei bilderzeugenden Schichten des Bildaufzeichnungselements in einem einzigen Durchlauf erwünscht ist, die verfügbare Anzahl von Mini-Subintervallen und der Bereich der Betriebszyklen in eine entsprechend größere Anzahl von Kombination unterteilt werden muss, wobei jede in der Lage ist, zumindest teilweise unabhängig auf eine der bilderzeugenden Schichten zu drucken.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden drei verschiedene bilderzeugende Schichten, die von der selben Oberfläche der Unterlage des thermischen Bildaufzeichnungselements getragen werden, von der selben Oberfläche des Bildaufzeichnungselements aus durch einen thermischen Druckkopf in einem einzigen Durchlauf angesteuert. Diese Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Die Unterlage 22 kann eines der vorstehend beschriebenen Materialien darstellen. Die bilderzeugende Schicht 28 enthält einen schmelzbaren Leukofarbstoff mit einem Schmelzpunkt von etwa 90°C bis etwa 140°C und Entwicklermaterial mit einem Schmelzpunkt im gleichen Bereich; sie enthält gegebenenfalls ein Lösungsmittel mit einem Schmelzpunkt im gleichen Bereich. Bei dieser Ausführungsform ist die Schicht 28 etwa 1 bis 4 &mgr;m dick und ist aus einer wässrigen Dispersion aufgetragen. Die Zwischenschicht 32 ist etwa 5 bis etwa 25 &mgr;m dick und enthält ein wasserlösliches inertes Material, das jedes der vorstehend erwähnten wasserlöslichen Zwischenschicht-Materialien sein kann. Die zweite bilderzeugende Schicht 26 enthält einen Leukofarbstoff und ein Entwicklermaterial, wobei beide einen Schmelzpunkt von etwa 150°C bis etwa 180°C haben, und gegebenenfalls ein thermisches Lösungsmittel mit einem Schmelzpunkt im gleichen Bereich. Die zweite bilderzeugende Schicht hat eine Dicke von etwa 1 bis etwa 4 &mgr;m und ist aus einer wässrigen Dispersion aufgetragen. Die zweite Zwischenschicht 30 enthält ein wasserlösliches inertes Material, das jedes der vorstehend erwähnten wasserlöslichen Zwischenschicht-Materialien sein kann, und hat eine Dicke von etwa 3 bis etwa 10 &mgr;m. Die dritte bilderzeugende Schicht 24 enthält entweder: a) einen schmelzbaren Leukofarbstoff mit einem Schmelzpunkt von mindestens 150°C, vorzugsweise 250°C, und ein Entwicklermaterial mit einem Schmelzpunkt von mindestens 250°C, vorzugsweise 300°C, sowie gegebenenfalls ein thermisches Lösungsmittel; oder b) ein Molekül, das bei einer Temperatur von mindestens 300°C in etwa 0,1 bis etwa 2 msec. unimolekular eine Farbe bildet (ein geeignetes Material ist der Leukofarbstoff III, der nachstehend im Einzelnen beschrieben wird). Die dritte bilderzeugende Schicht hat eine Dicke von etwa 1 bis etwa 4 &mgr;m und ist aus einer wässrigen Dispersion aufgetragen. Dieses besonders bevorzugte Bildaufzeichnungselement enthält weiterhin eine Deckschicht, wie es nachstehend in Beispiel 1 beschrieben ist.

Wie vorstehend beschrieben, beziehen sich die 8 bis 10 auf ein thermisches Bildaufzeichnungselement, bei dem die thermische Diffusion die Methode zur Aufteilung der Zeit-Tempeatur-Domäne darstellt. Eine weitere Methode zur Aufteilung der Zeit-Temperatur-Domäne eines thermischen Bildaufzeichnungselements gemäß der Erfindung ist die Ausnützung von Phasenübergängen. Die Phasenübergänge können beispielsweise das Ergebnis eines natürlichen Schmelzvorgangs oder von Glasübergängen des Farbstoffs selbst sein, oder durch Aufnahme von thermischen Lösungsmitteln in die Farbstoffschichten erreicht werden. Wird eine Messung der Zeit t vorgenommen, die erforderlich ist, um eine gewisse optische Dichte des Farbstoffs zu erreichen, wenn die Farbstoffschicht auf einer bestimmten Temperatur T gehalten wird, so findet man gewöhnlich, dass die Beziehung zwischen der Temperatur und der Zeit durch eine Arrhenius-Kurve: log (t) ~ (–A + B/T) ausgedrückt wird, worin A und B Konstanten darstellen, die experimentell bestimmt werden können. Wenn Messungen im Temperaturbereich eines Schmelzüberganges vorgenommen werden, so findet man oft, dass die Steigung B weit höher ist als die, die normalerweise in den Bereichen gefunden wird, die von Phasenübergängen entfernt sind. Als Ergebnis können sich die Arrhenius-Kurve für eine normale Farbstoffschicht (d.h. eine solche, in der bei der Bilderzeugung keine Phasenänderung erfolgt, wie es beispielsweise für diffusions-gesteuerte Reaktionen der Fall ist), und die Kurve für eine schmelzende Farbstoffschicht in einem steilen Winkel kreuzen, wie es in 15 für einen blaugrünen Farbstoff, nämlich 3-(1-n-Butyl-2-methylindol-3-yl)-3-(4-dimethylamino-2-methylphenyl)phthalid, erhältlich von Hilton-Davis Company, in Verbindung mit einem Lewissäure-Entwickler, dem Zinksalz der 3,5-di-t-Butylsalicylsäure und einem natürlich schmelzenden Purpurfarbstoff, nämlich Solvent Red 40, erhältlich von Yamamoto Chemical Company in Verbindung mit einem sauren Entwickler, bis(3-Allyl-4-hydroxyphenyl)sulfon, erhältlich von Nippon Kayaku Company, Ltd., gezeigt ist. Die beiden Kurven zeigen die Zeit, die zum Erereichen einer Dichte von 0,1 für jeden Farbstoff erforderlich ist. Eine solche Beziehung kann selbst als Basis für ein thermisches Vielfarben-Drucksystem nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden, insoweit 15 zeigt, dass unterhalb der Kreuzungstemperatur der Blaugrün-Farbstoff schneller umschlägt als der Purpurfarbstoff und oberhalb der Kreuzungstemperatur der Purpurfarbstoff schneller umschlägt als der Blaugrün-Farbstoff. Für die beiden dargestellten Farbstoffe erkennt man, dass es mehr als eine Sekunde pro Zeile dauern würde, um die blaugrüne Farbe ohne Verunreinigung durch die Purpurfarbe zu drucken. Um diese Beschränkung zu überwinden, können die Farbstoffe oder ihre Umgebung so modifiziert werden, dass der Kreuzungspunkt in einen kürzeren Zeitbereich verschoben wird. Das System kann aber im Hinblick auf die Zeit noch verbessert werden, indem die Purpurfarbstoff-Schicht "vergraben" wird, wie es vorstehend in Zusammenhang mit 8 beschrieben ist.

Eine weitere Methode zur Aufteilung der Zeit-Temperatur-Domänen eines thermischen Bildaufzeichnungselements gemäß der Erfindung ist in 16 erläutert. Bei dieser Methode wird ein thermisches Vielfarben-Bildaufzeichnungselement 60 gemäß der Erfindung verwendet, das eine Schicht aus einem purpurbild-erzeugenden Material, in diesem Fall aus einem Leukofarbstoff, der mit einer Schicht 64 eines sauren Entwicklermaterials mit einem Schmelzpunkt T7 verbunden ist, und eine Schicht eines blaugrünbilderzeugenden Materials 66, die mit einer Schicht 68 eines sauren Entwicklermaterials mit einem Schmelzpunkt T8 verbunden ist, enthält. Das Bildaufzeichnungselement 60 enthält ferner eine erste und eine zweite Verzögerungsschicht 70 bzw. 72, und eine Schicht 74 eines Fixiermaterials mit einem Schmelzpunkt T9. Das Bildaufzeichnungselement 60 kann auch eine Unterlage (nicht dargestellt) enthalten, die angrenzend an die Schicht 64 oder an die Schicht 68 angeordnet sein kann.

Es sind Leukofarbstoffe bekannt, die beim Kontakt mit geeigneten Entwicklern irreversibel Farben bilden. Mit einem derartigen Farbstoff bewirkt die Schicht 74 aus Fixiermaterial die Beendigung, jedoch nicht die Umkehr der Farberzeugung in jeder der beiden bilderzeugenden Schichten 62 bzw. 66. Das Fixiermaterial muss jedoch durch Diffusion oder Auflösung durch die Verzögerungsschichten 70 bzw. 72 hindurchgehen, um die Farbbildung innerhalb der bilderzeugenden Schichten zu beenden. Wie dargestellt, ist eine der Verzögerungsschichten, in diesem Beispiel die Verzögerungsschicht 70, dünner als die andere Verzögerungsschicht 72, weshalb das Fixiermaterial an der blaugrünbilderzeugenden Schicht später ankommt als bei der purpurbild-erzeugenden Schicht 60. So wird erfindungsgemäß eine unterschiedliche Verzögerung zwischen der Bildung der beiden Schichten eingeführt.

Die Entwicklerschichten 64 und 68 müssen schmelzen, bevor sich die Entwicklermaterialien mit den Leukofarbstoffen vereinigen können. Durch Auswahl der Materialien in der Entwicklerschicht, so dass sie bei verschiedenen Temperaturen schmelzen, wird erfindungsgemäß eine Temperaturdifferenz zwischen der Bildung der beiden Farben eingeführt. Bei dieser beispielhaften Ausführungsform ist T7 niedriger als T8, z.B. T7 = 120°C und T8 = 140°C. Diese erfindungsgemäße Ausführungsform umfasst verschiedene Möglichkeiten. Wenn das Bildaufzeichnungselement auf eine Temperatur von weniger als 120°C erhitzt wird, schmilzt keine der Entwicklerschichten 64 und 68, und es wird keine Farbe erzeugt. Vorausgesetzt, dass die dem Bildaufzeichnungselement zugeführte thermische Energie ausreichend ist, um das Fixiermaterial zu schmelzen, wobei der Schmelzpunkt der Fixierschicht T9 niedriger als die Schmelzpunkte T7 bzw. T8 der Entwicklerschicht (z.B. T9 = 100°C) ist, diffundiert das Fixiermaterial durch die Verzögerungsschichten 70 und 72, und fixiert schließlich die beiden bilderzeugenden Schichten, so dass anschließende Temperaturanwendungen nicht zu einer Farbbildung führen.

Wird das Bildaufzeichnungselement 60 auf eine Temperatur zwischen T7 und T8 erhitzt, so schmilzt das Entwicklermaterial in der Schicht 64 und beginnt sich mit der Purpur-Leukofarbstoff-Vorstufe zu vermischen, um Farbe zu bilden. Das Maß der Farbbildung hängt in erster Linie von der Zeit ab, während der die Temperatur der Entwicklerschicht 64 über T7 verbleibt.

Nach dieser thermischen Behandlung wird die Temperatur des Bildaufzeichnungselements unter T7 herabgesetzt und bei dieser Temperatur gehalten, bis das Fixiermaterial ankommt und eine weitere Farberzeugung verhindert. Wird die Temperatur des Bildaufzeichnungselements eine längere Zeit unterhalb T7 gehalten, kommt das Fixiermaterial auch an der blaugrünbild-erzeugenden Schicht 66 an und verhindert jede weitere Farbbildung durch diese Schicht. Auf diese Weise kann eine auswählbare Menge an Purpurfarbe erzeugt werden, ohne dass eine Blaugrünfarbe gebildet wird.

In ähnlicher Weise kann erfindungsgemäß eine auswählbare Menge blaugrüner Farbe gebildet werden, ohne dass irgend eine Purpurfarbe gebildet wird. Zunächst wird das Bildaufzeichnungselement auf eine Temperatur von mehr als T9, jedoch von weniger als T7, erhitzt, damit das Fixiermaterial an der purpurbild-erzeugenden Schicht 62 ankommt und diese aktivieren kann, wodurch verhindert wird, dass anschließend irgendeine Farbe erzeugt wird. Dann wird die Temperatur auf mehr als T8 angehoben, wodurch das Entwicklermaterial in der Schicht 68 dazu gebracht wird, sich mit der Blaugrün-Leukofarbstoff-Vorstufe zu vereinigen und mit der Bildung der blaugrünen Farbe zu beginnen. Der Grad der Blaugrün-Farbbildung hängt in erster Linie von der Zeit ab, während der die Temperatur des Bildaufzeichnungselements oberhalb T8 gehalten wird. Man erkennt, dass bei dieser Arbeitsweise das Entwicklermaterial in der Schicht 64 zum Schmelzen gebracht wird, wobei sich aber keine Purpurfarbe bildet, da diese Purpurfarbstoff-Vorstufe vorher fixiert worden war. Dann wird die Temperatur des Bildaufzeichnungselements 60 unter T7 abgesenkt und auf diesem Wert gehalten, bis das Fixiermaterial an der Schicht 66 ankommt, um die Bildung weiterer blaugrüner Farbe zu verhindern.

Um sowohl Purpur als auch Blaugrün zu drucken, ist die Abfolge der auf das Bildaufzeichnungselement angelegten Hitzepulse so, dass eine Kombination der vorstehend beschriebenen Schritte durchgeführt wird, um die blaugrüne bzw. Purpurfarbe zu erzeugen. Zunächst wird das Bildaufzeichnungselement auf eine Temperatur oberhalb T7 erhitzt, um eine auswählbare Purpurdichte zu erzeugen. Dann wird die Temperatur über einen Zeitraum, der ausreicht, um die Purpur-Vorläuferschicht 62 zu fixieren, auf unterhalb T7 abgesenkt, worauf die Temperatur auf über T8 angehoben wird, um eine auswählbare Dichte der blaugrünen Farbe zu erzeugen, worauf die Temperatur nochmals auf unter T7 abgesenkt wird, um die Blaugrün-Vorläuferschicht 66 zu fixieren.

Wie vorstehend angegeben, kann eine Vielzahl von unterschiedlichen irreversiblen chemischen Reaktionen angewendet werden, um eine Farbänderung in einer Schicht zu erreichen. Das Fixiermaterial, das in einem bestimmten Fall verwendet wird, hängt von der Wahl des Mechanismus ab, der für die Farbänderung angewendet wird. Beispielsweise kann der Mechanismus die Kupplung von zwei farblosen Materialien unter Bildung eines gefärbten Farbstoffs umfassen. In diesem Fall reagiert das Fixierreagens mit einem der beiden Farbstoff-Vorläufermoleküle unter Bildung eines farblosen Produkts, wodurch eine weitere Farberzeugung verhindert wird.

Eine negativ arbeitende Ausführungsform des Zweifarben-Bildaufzeichnungselements gemäß der Erfindung kann nach den gleichen Prinzipien erhalten werden, wie es in 17 erläutert ist. Bei dieser Ausführungsform sind die Farbstoffschichten zunächst gefärbt, und sie bleiben es so lange, bis eine angrenzende Schicht eines Entfärbungs-Reagens vor der Ankunft des Fixierreagens durch eine Verzögerungsschicht thermisch aktiviert wird. In 17 ist ein negativ arbeitendes thermisches Bildaufzeichnungselement 80 gemäß der Erfindung dargestellt, das eine erste bilderzeugende Schicht 82, z.B. eine Purpur-Farbstoffschicht, eine zweite bilderzeugende Schicht 84, z.B. eine Blaugrün-Farbstoffschicht, eine erste und eine zweite Verzögerungsschicht 86 bzw. 88, eine Fixierschicht 90 und eine erste und eine zweite Entfärberschicht 92 bzw. 94 enthält. Das Bildaufzeichnungselement kann auch eine Unterlage (nicht dargestellt) enthalten, die angrenzend an die Schicht 92 oder die Schicht 94 angeordnet sein kann.

Beispielsweise können der Purpurfarbstoff und der Blaugrün-Farbstoff durch Kontakt mit einer Base irreversibel entfärbt werden, wie es in den US-Patentschriften 4,290,951 und 4,290,955 beschrieben ist. Enthält die Reagensschicht 90 ein saures Material und ist die Säure so ausgewählt, dass sie das basische Material in den Entfärberschichten 92 und 94 neutralisiert, so erkennt man, dass, wenn die Säure vor der Base in den farbstoffhaltigen Schichten ankommt, die Base nicht in der Lage ist, den Purpur- oder Blaugrün-Farbstoff zu entfärben, wogegen, wenn die Base vor der Säure ankommt, eine irreversible Entfärbung stattfindet. Wie vorstehend unter Bezug auf die in 8 dargestellte Ausführungsform erörtert wurde, kann eine dritte Farbe nach jedem anderen Druckverfahren erhalten werden, einschließlich des thermischen Druckens der dritten Farbe von der Rückseite des Bildaufzeichnungselements aus, wie es in Zusammenhang mit den 9 und 10 beschrieben ist.

18 erläutert ein thermisches Dreifarben-Bildaufzeichnungselement gemäß der Erfindung. 18 zeigt ein Bildaufzeichnungselement 100, das die Schichten des Bildaufzeichnungselements von 16 enthält, wobei diese Schichten mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind. Das Bildaufzeichnungselement 100 enthält auch eine Pufferschicht 12, eine Gelbfarbstoff-Vorläufer-Schicht 104 und eine dritte saure Entwicklerschicht 106, in der das Entwicklermaterial einen Schmelzpunkt T10 hat, der höher als T7 und T8 ist. Nach der Bildung der gewünschten Farbdichten in Blaugrün und Purpur, wie es vorstehend in Bezug auf 16 beschrieben ist, kann die Temperatur des Bildaufzeichnungselements auf über T10 angehoben werden, um eine auswählbare Dichte von gelbem Farbstoff zu bilden. Zu bemerken ist, dass, wenn T10 eine Temperatur ist, die höher ist als die Temperatur, die das Bildaufzeichnungselement 100 während seiner nutzbaren Lebensdauer möglicherweise annimmt, es nicht notwendig ist, den Gelbfarbstoff-Vorläufer anschließend an die Aufzeichnung des gelben Bildes zu inaktivieren. Das Bildaufzeichnungselement 100 kann auch eine Unterlage (nicht dargestellt) enthalten, die angrenzend an die Schicht 64 oder die Schicht 106 angeordnet sein kann.

Bei der Auswahl der Schichtabmessungen für die in den 16 und 18 erläuterten Bildaufzeichnungselemente ist es vorteilhaft, dass die Verzögerungsschicht 70 so dünn wie möglich ist, jedoch nicht wesentlich dünner als die Farbstoffschicht 62. Die Verzögerungsschicht 72 hat gewöhnlich die doppelte bis dreifache Dicke der Verzögerungsschicht 70.

Die praktische Ausführung der Erfindung nach den eben beschriebenen Verfahren beruht auf der Diffusion oder Auflösung von chemischen Spezies und nicht auf der Wärmediffusion. Während die Konstante der thermischen Diffusion normalerweise verhältnismäßig temperatur-unempfindlich ist, hängen die Diffusionskonstanten für die chemische Diffusion gewöhnlich exponentiell von der reziproken Temperatur ab, weshalb sie gegenüber Änderungen der Umgebungstemperatur empfindlicher sind. Wird ferner die Auflösung als zeitbestimmender Mechanismus angewendet, zeigen numerische Simulationen, dass die Verzögerung gewöhnlich ziemlich kritisch ist, da der Anfärbeprozess relativ schnell erfolgt, sobald die Verzögerungsschicht überwunden wurde.

Jede chemische Reaktion, bei der irreversibel eine Farbe erzeugt wird, ist im Prinzip für den vorstehend beschriebenen Fixiermechanismus geeignet. Materialien, die irreversibel eine Farbe bilden, umfassen solche, bei denen zwei Materialien aneinander gekuppelt werden, um einen Farbstoff zu bilden. Der Fixiermechanismus findet statt, wenn ein drittes Reagens eingeführt wird, das bevorzugt mit einem der beiden farbstoffbildenden Materialien kuppelt, um ein farbloses Produkt zu bilden.

Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Verfahren können auch chemische Schwellenwerte verwendet werden, um die Zeit-Temperatur-Domäne nach dem thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnungssystem gemäß der Erfindung aufzuteilen. Als Beispiel dieses Mechanismus sei eine Leukofarbstoff-Reaktion erwähnt, bei der der Farbstoff aktiviert wird, wenn er einer Säure ausgesetzt wird. Wenn das Medium zusätzlich zu dem Farbstoff ein Material enthält, das wesentlich basischer als der Farbstoff ist und das keine Farbänderung erleidet, wenn es durch die Säure protoniert wird, führt der Zusatz von Säure zu dem Gemisch erst zu einer sichtbaren Farbänderung, wenn das gesamte stärker basische Material protoniert wurde. Das basische Material erzeugt einen Schwellenwert für die Säure, der überschritten werden muss, bevor eine Färbung auftritt. Der Zusatz von Säure kann auf verschiedene Weise erfolgen, beispielsweise mit Hilfe einer Dispersion von sauren Entwicklerkristallen, die bei erhöhten Temperaturen schmelzen und diffundieren, oder durch Aufnahme einer sauren Entwicklerschicht, die beim Erhitzen diffundiert oder sich mit der Farbstoffschicht vermischt.

Es ist eine gewisse zeitliche Verzögerung erforderlich, damit der zur Aktivierung des Farbstoffs erforderliche Säurewert erreicht wird. Dieses Zeitintervall kann in weiten Grenzen angepasst werden, indem dem Bildaufzeichnungselement eine Base zugesetzt wird. In Gegenwart der zugesetzten Base ist, wie vorstehend beschrieben, ein Zeitintervall erforderlich, damit die zunehmende Menge der Säure die Base neutralisiert. Nach diesem Zeitintervall ist das Bildaufzeichnungselement gefärbt. Man erkennt, dass die selbe Methode in umgekehrter Reihenfolge angewendet werden kann. Bei einem Farbstoff, der durch eine Base aktiviert wird, kann durch Zusatz einer Hintergrundmenge an Säure die Verzögerungszeit erhöht werden.

Bei dieser besonderen Ausführungsform erkennt man, dass die Diffusion des sauren oder basischen Entwicklermaterials in die Farbstoff enthaltende Schicht gewöhnlich von einer umgekehrten Diffusion des Farbstoffs in die Entwicklerschicht begleitet ist. Wenn dies der Fall ist, kann die Farberzeugung fast sofort beginnen, da der diffundierende Farbstoff eine Umgebung vorfindet, in der das Niveau des Entwicklermaterials weit höher als der für die Aktivierung des Farbstoffs notwendige Schwellenwert ist. Deshalb zieht man es vor, eine Diffusion des Farbstoffs in die Entwicklerschicht zu verhindern. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass eine lange Molekülkette an die Farbstoffe angehängt wird, oder dass die Farbstoffe an ein Polymer oder an einen ionischen Anker angehängt werden.

BEISPIELE

Das erfindungsgemäße Bildaufzeichnungselement wird anschließend anhand besonders bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft beschrieben, wobei die Beispiele selbstverständlich nur der Erläuterung dienen, und die Erfindung nicht auf die hier angegebenen Materialien, Mengen, Arbeitsweisen und Verfahrensparameter usw. beschränkt ist. Alle Teile und Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht, falls nichts anderes gesagt ist.

In den nachstehenden Beispielen wurden folgende Materialien verwendet:

  • Leukofarbstoff I, 3,3-bis(1-n-Butyl-2-methyl-indol-3-yl)-phthalid (Red 40, erhältlich von Yamamoto Chemical Industry Co., Ltd., Wakayama, Japan);
  • Leukofarbstoff II, 7-(1-Butyl-2-methyl-1H-indol-3-yl)-7-(4-dimethylamino-2-methylphenyl)-7H-furo[3,4-b]pyridin-5-on (erhältlich von Hilton-Davis Co., Cincinnati, Ohio);
  • Leukofarbstoff III, 1-(2,4-Dichlor-phenylcarbamoyl)-3,3-dimethyl-2-oxo-1-phenoxybutyl)-(4-diethylaminophenyl)-carbaminsäure-Isobutylester, hergestellt wie in der US-Patentschrift 5,350,870 beschrieben;
  • Leukofarbstoff IV, Pergascript® Yellow I-3R, erhältlich von Ciba Specialty Chemicals Corporation, Tarrytown, N.Y.;
  • Saurer Entwickler I, bis(3-Allyl-4-hydroxyphenyl)sulfon, erhältlich von Nippon Kayaku Co., Ltd., Tokio, Japan;
  • Saurer Entwickler II, PHS-E, ein Grad von Poly(hydroxystyrol), erhältlich von TriQuest, LP, eine Tochterfirma der ChemFirst Inc., Jackson, Miss.;
  • Saurer Entwickler III, Zinksalz der 3,5-di-t-Butyl-salicylsäure, erhältlich von Aldrich Chemical Co., Milwaukee, Wis.;
  • Saurer Entwickler IV, Zinksalz der 3-Octyl-5-methylsalicylsäure, hergestellt wie im nachstehenden Beispiel 7 beschrieben;
  • Airvol® 205, ein Grad von Poly(vinylalkohol), erhältlich von AirProducts and Chemicals Inc., Allentown, Pa.;
  • Airvol® 350, ein Grad von Poly(vinylalkohol), erhältlich von AirProducts and Chemicals Inc., Allentown, Pa.;
  • Airvol® 540, ein Grad von Poly(vinylalkohol), erhältlich von AirProducts and Chemicals Inc., Allentown, Pa.;
  • Genflo® 305, ein Latex-Bindemittel, erhältlich von Omnova Solutions, Fairlawn, Ohio;
  • Genflo® 3056, ein Latex-Bindemittel, erhältlich von Omnova Solutions, Fairlawn, Ohio;
  • Glascol® C44, eine wässrige Dispersion von Polymeren, erhältlich von Ciba Specialty Chemicals Corporation, Tarrytown, N.Y.;
  • Joncryl® 138, ein Bindemittel, erhältlich von S.C. Johnson, Racine, Wis.;
  • Irganox® 1035, ein Antioxidans, erhältlich von Ciba Specialty Chemicals Corporation, Tarrytown, N.Y.;
  • Aerosol OT®, ein Tensid, erhältlich von Dow Chemical, Midland, Mich.;
  • Dowfax® 2A1, ein Tensid, erhältlich von Dow Chemical, Midland, Mich.;
  • Ludox® HS40, eine kolloidale Kieselsäure, erhältlich von DuPont Corporation, Wilmington, Del.;
  • Nipa Proxel®, ein Bakterizid, erhältlich von Nipa Inc., Wilmington, Del.;
  • Pluronic® 25R2, ein Tensid, erhältlich von BASF; Ludwigshafen, Deutschland;
  • Tamol® 731, ein polymeres Tensid (Natriumsalz einer polymeren Carbonsäure), erhältlich von Rohm and Haas Company, Philadelphia, Pa.;
  • Triton® X-100, ein Tensid, erhältlich von Dow Chemical, Midland, Mich.;
  • Zonyl® FSN, ein Tensid, erhältlich von DuPont Corporation, Wilmington, Del.;
  • Zonyl® FSA, ein Tensid, erhältlich von DuPont Corporation, Wilmington, Del.;
  • Hymicron® ZK-349, ein Grad von Zinkstearat, erhältlich von Cytech Products, Inc., Elizabethtown, Ky.;
  • Klebosol® 30V-25, eine Kieselsäuredispersion, erhältlich von Clariant Corporation, Muttenz, Schweiz;
  • Titandioxid, ein Pigment, erhältlich von DuPont Corporation, Wilmington, Del.;
  • Glyoxal, erhältlich von Aldrich Chemical Co., Milwaukee, Wis.;
  • Melinex® 534, eine weiße Poly(ethylenterephthalat)-Filmbasis mit einer Dicke von etwa 96 &mgr;m, erhältlich von Du-Pont Corporation, Wilmington, Del.;
  • Cronar® 412, eine klare-Poly(ethylenterephthalat)-Filmbasis mit einer Dicke von etwa 102 &mgr;m, erhältlich von Du-Pont Corporation, Wilmington, Del..

Beispiel I

Ein zweifarbiges Bildaufzeichnungselement, wie es in 8 erläutert ist und das eine zusätzliche Deckschicht, die auf der blaugrünbild-erzeugenden Schicht abgeschieden ist, wurde wie folgt hergestellt:

  • A. Die das purpurbild-erzeugende Schicht wurde wie folgt hergestellt:

    Ein Leuko-Purpurfarbstoff, Leukofarbstoff I, wurde in einer wässrigen Lösung, enthaltend Airvol® 205 (4,5% der gesamten Feststoffe) und die Tenside Pluronic® 25R2 (1,5% der gesamten Feststoffe) und Aerosol-OT® (5,0% der gesamten Feststoffe) in entionisiertem Wasser, dispergiert, wobei eine mit Glasperlen ausgerüstete Mühle verwendet wurde, und 18h bei 2°C gerührt. Die durchschnittliche Teilchengröße der erhaltenen Dispersion betrug etwa 0,28 &mgr;m, und der Gesamt-Feststoffgehalt betrug 19,2%.

Der saure Entwickler I wurde in einem wässrigen Gemisch, enthaltend Airvol® 205 (7,0% der gesamten Feststoffe), Pluronic® 25R2 (1,5% der gesamten Feststoffe) und entionisiertes Wasser, dispergiert, wobei eine mit Glasperlen ausgerüstete Mühle verwendet wurde, und 18h bei 2°C gerührt. Die durchschnittliche Teilchengröße der erhaltenen Dispersion betrug etwa 0,42 &mgr;m, und der Gesamt-Feststoffgehalt betrug 29,27%. Die vorstehenden Dispersionen wurde zur Herstellung der Purpur-Beschichtungsflüssigkeit in den nachstehend angegebenen Anteilen hergestellt. Die so hergestellte Beschichtungszusammensetzung wurde unter Verwendung eines Meyer-Stabes auf Melinex® 534 aufgetragen und getrocknet. Die angestrebte Überzugsdicke betrug 2,9&mgr;m.

  • B. Eine thermisch isolierende Zwischenschicht wurde auf der Purpur-Bildaufzeichnungsschicht wie folgt abgeschieden:

    Eine Beschichtungsflüssigkeit für die Zwischenschicht wurde in den nachstehend angegebenen Anteilen hergestellt. Die so hergestellte Beschichtungszusammensetzung für die Bild-Zwischenschicht wurde unter Verwendung eines Meyer-Stabes für eine angestrebte Dicke von 13,4 &mgr;m auf die purpurbild-erzeugende Schicht aufgebracht und in Luft getrocknet.
  • C. Die blaugrünbild-erzeugenden Schichten C1-C3 wurden wie folgt auf die thermisch isolierende Schicht aufgebracht:

C1 Blaugrün-Entwicklerschicht.

Der saure Entwickler III wurde in einer wässrigen Mischung, enthaltend Airvol® 205 (6,0% der gesamten Feststoffe), Aerosol-OT® (4,5% der gesamten Feststoffe) und Triton® X-100 (0,5% der gesamten Feststoffe) in entionisiertem Wasser, dispergiert, wobei eine mit Glasperlen ausgerüstete Mühle verwendet wurde, und 18h bei Raumtemperatur gerührt. Die durchschnittliche Teilchengröße der erhaltenen Dispersion betrug etwa 0,24 &mgr;m, und der Gesamt-Feststoffgehalt betrug 25,22%.

Die vorstehende Dispersion wurde verwendet, um die Beschichtungsflüssigkeit für den Blaugrün-Entwickler in den nachstehend angegebenen Anteilen herzustellen. Die so hergestellte Beschichtungszusammensetzung für den Blaugrün-Entwickler wurde unter Verwendung eines Meyer-Stabes für eine angestrebte Dicke von 1,9 &mgr;m auf die Bild-Zwischenschicht aufgebracht und in Luft getrocknet.

C2 Blaugrün-Zwischenschicht.

Eine Beschichtungsflüssigkeit für die Blaugrün-Zwischenschicht wurde in den nachstehend angegebenen Anteilen hergestellt. Die so hergestellte Beschichtungszusammensetzung für die Bild-Zwischenschicht wurde unter Verwendung eines Meyer-Stabes für eine angestrebte Dicke von 2,0 &mgr;m auf die Blaugrün-Entwicklerschicht aufgebracht und in Luft getrocknet.

C3 Blaugrün-Farbstoffschicht.

Der Blaugrün-Leukofarbstoff, Leukofarbstoff II, wurde in einem wässrigen Gemisch, enthaltend Airvol® 350 (7,0% der gesamten Feststoffe), Airvol® 205 (3,0% der gesamten Feststoffe), Aerosol-OT® (1,0% der gesamten Feststoffe), und Triton® X-100 (0,2% der gesamten Feststoffe) in entionisiertem Wasser dispergiert, wobei eine mit Glasperlen ausgerüstete Mühle verwendet wurde, und 18h bei Raumtemperatur gerührt. Die durchschnittliche Teilchengröße der erhaltenen Dispersion betrug etwa 0,58 &mgr;m, und der Gesamt-Feststoffgehalt betrug 26,17%.

Die vorstehende Dispersion wurde zur Herstellung der Blaugrün-Beschichtungsflüssigkeit in den nachstehend angegebenen Anteilen hergestellt. Die so hergestellte Beschichtungszusammensetzung wurde unter Verwendung eines Meyer-Stabes für eine angestrebte Dicke von 0,6 &mgr;m auf die Blaugrün-Zwischenschicht aufgebracht und in Luft getrocknet.

  • D. Eine schützende Deckschicht wurde wie folgt auf die blaugrünfarbstoff-erzeugenden Schichten aufgebracht:

    Eine gleitende Deckschicht wurde auf die Blaugrün-Farbstoffschicht aufgebracht. Die Deckschicht wurde in den nachstehend angegebenen Anteilen hergestellt. Die so hergestellte Beschichtungszusammensetzung für die Deckschicht wurde unter Verwendung eines Meyer-Stabes für eine angestrebte Dicke von 1,0 &mgr;m auf die Blaugrün-Farbstoffschicht aufgetragen und in Luft getrocknet.

Das erhaltene, aus sechs Schichten bestehende Bildaufzeichnungselement wurde gedruckt, wobei ein Laboratoriums-Testbett-Drucker, der mit einem thermischen Kopf ausgerüstet war, Model KST-87-12 MPC8 (Kyocera Corporation, 6 Takedatobadono-cho, Fushimi-ku, Kyoto, Japan), verwendet wurde.

Die folgenden Druckparameter wurden angewendet:

Die Blaugrün-Schicht wurde unter der Bedingung hohe Energie/kurze Zeit gedruckt. Um Farbabstufungen zu erhalten, wurde die Pulsbreite von 0 auf maximal 1,3 msec. in 20 gleichen Stufen erhöht (etwa 16,3% der gesamten Zeilenzeit), während die an den Druckkopf angelegte Spannung auf 27,0 V gehalten wurde.

Die Purpurschicht wurde unter der Bedingung niedrigere Energie/längere Zeit gedruckt. Die Pulsbreite wurde von 0 auf die volle 8 msec.-Zeile in 20 gleichen Stufen erhöht, während die an den Druckkopf angelegte Spannung auf 14,5 V gehalten wurde.

Nach dem Drucken wurde die Reflexionsdichte in jedem gedruckten Bereich unter Verwendung eines Spektrophotometers von Gretag MacBeth® AG, Regensdorf, Schweiz, gemessen. Die Ergebnisse sind in den Tabellen I und II angegeben. Tabelle I zeigt den Druck der Blaugrün-Schicht als Funktion der durch den thermischen Kopf zugeführten Energie. Die erhaltenen Purpur-Dichten sind ebenfalls angegeben. In Tabelle I ist auch das Verhältnis zwischen der Blaugrün- und Purpurdichte (C/M) angegeben. In ähnlicher Weise zeigt Tabelle II den Druck der Purpur-Schicht als Funktion der durch den thermischen Kopf zugeführten Energie. Das Verhältnis zwischen der Purpur- und Blaugründichte ist angegeben (M/C).

Das Verhältnis C/M in Tabelle I und das Verhältnis M/C in Tabelle II sind gemessene Werte, die den Erfolg des differentiellen Drucks einer Farbe anstatt der anderen anzeigen. Es gibt jedoch zwei Gründe, warum diese Zahlen nicht vollständig den Grad der Schicht-Unterscheidung reflektieren. Erstens enthalten die gemessenen Dichten eine Komponente, die von der Absorption von Licht durch das darunter liegende Mediensubstrat resultiert (beispielsweise liegt auch ohne Druck eine Restabsorption von 0,04 Dichteeinheiten vor). Zweitens hat jeder Farbstoff eine gewisse Absorption außerhalb seiner eigenen Farbbande. Deshalb ist das Verhältnis der gemessenen optischen Dichten für blaugrün und purpur nicht das gleiche Verhältnis wie zwischen farbigem Blaugrün-Farbstoff und farbigem Purpur-Farbstoff.

Eine angenäherte Korrektur für die Substratabsorption kann vorgenommen werden, indem die optische Dichte des nicht erhitzten Mediums von jedem gemessenen Dichtewert subtrahiert wird. Die Korrektur für die Absorption jedes Farbstoffs außerhalb der Bande ist komplizierter. Hier wird ein Dreifarben-Bildaufzeichnungselement (enthaltend drei Farbstoffschichten) als allgemeines Beispiel für die Korrekturprozedur angegeben.

Zuerst wurde die Absorption außerhalb der Bande charakterisiert, indem die Dichte jeder der drei Farbstoffe in jeder der drei Farbbanden gemessen und die Dichten für die Substratdichte korrigiert wurden. Es wurden drei monochrome Proben verwendet, wobei jede eine bestimmte Flächenkonzentration aj 0 eines der Farbstoffe hatte, wobei j = C, M oder Y bedeutet, abhängig davon, ob der Farbstoff Blaugrün, Purpur oder Gelb war.

Die Ergebnisse einer solchen Messung waren:

Die in dieser Matrix aufgezeichneten Dichten werden als dij bezeichnet, wobei i und j die Farbwerte C, M und Y sind, und z.B. der Wert dCM die Purpurdichte der Blaugrün-Farbprobe bedeutet.

Wenn gefärbte Farbstoffe mit einer anderen Flächenkonzentration als der, bei der die Daten aufgezeichnet wurden, verwendet wurden, dann nehmen die Dichten für diesen Farbstoff proportional zur Flächenkonzentration zu. Wenn insbesondere eine Probe die Flächenkonzentrationen aC, aM und aY für den Blaugrün-, Purpur- und Gelb-Farbstoff hat, beobachtet man unter den gleichen Druckbedingungen die gemessenen Dichten DC, DM und DY von: DC = (aC/aC0)dCC + (aM/aM0)dMC + (aY/aY0)dYC DM = (aC/aC0)dCM + (aM/aM0) dMM + (aY/aY0)dYM DY = (aC/aC0)dCY + (aM/aM0) dMY + (aY/aY0)dYY

Diese können auf folgende Weise in einer Standardmatrix-Notation geschrieben werden:

Werden die Dichten DC, DM und DY einer Probe gemessen, kann man den Kehrwert dieser Gleichung verwenden, um die Flächenkonzentration von gefärbtem Farbstoff in der Probe im Vergleich zu denen der Eichproben zu finden.

Diese Mengen repräsentieren die Färbung jeder Schicht durch die aufgebrachte Hitze genauer, und sind nicht zu verwechseln mit den spektralen Absorptionsüberlappungen der Farbstoffe in diesen Schichten. Als solche repräsentieren sie genauer den Grad, bis zu dem es möglich ist, eine Schicht zu schreiben, ohne eine andere zu beeinflussen.

Der Ausdruck "Übersprechen" (cross-talk) kann als der Grad beschrieben werden, bis zu dem ein Versuch zur Erzeugung der optischen Dichte in einer Farbschicht allein zu der Erzeugung einer ungewünschten optischen Dichte in einer anderen Farbschicht resultiert. Hat man beispielsweise ein Medium mit einer Blaugrünschicht und einer Purpurschicht und versucht man, auf die Purpurschicht zu schreiben, dann kann das "Übersprechen" aus der Blaugrünschicht dargestellt werden durch:

Eine analoge Gleichung kann geschrieben werden für das "Übersprechen" von Purpur, wenn man versucht, auf die Blaugrünschicht zu schreiben.

Diese Werte sind in der letzten Spalte der Tabellen I und II angegeben. Ähnliche Werte werden auch für die folgenden Beispiele angegeben, jedoch nur in Fällen, in denen die gemessenen Dichten hoch genug sind (Dichte > 0,1), um sinnvolle Ergebnisse zu liefern, und nur für Schichten, die von der gleichen Oberfläche des Bildaufzeichnungselements aus angesteuert werden.

Tabelle I

Tabelle II

Beispiel II

Dieses Beispiel erläutert ein Zweifarben-Bildaufzeichnungselement, wie es in 8 dargestellt ist. Die oberste farbbildende Schicht erzeugt eine gelbe Farbe, wobei ein unimolekularer thermischer Reaktionsmechanismus angewendet wird, wie er in der US-Patentschrift 5,350,870 beschrieben ist. Die untere farbbildende Schicht erzeugt eine Purpurfarbe, wobei ein saurer Entwickler und ein Purpur-Leukofarbstoff verwendet werden.

  • A. Die purpurbild-erzeugende Schicht wurde wie folgt hergestellt:

    Es wurden Dispersionen des Leukofarbstoffs I und des sauren Entwicklers I wie in Beispiel I, Teil A beschrieben, hergestellt. Der saure Entwickler II wurde in einem wässrigen Gemisch, enthaltend Airvol® 205 (2% der gesamten Feststoffe), Dowfax® 2A1 (2% der gesamten Feststoffe) und Irganox® 1035 (5,0% der gesamten Feststoffe) in entionisiertem Wasser, dispergiert, wobei eine mit Glasperlen ausgerüstete Mühle verwendet wurde, und 24h bei 10-15°C gerührt. Die durchschnittliche Teilchengröße der erhaltenen Dispersion betrug etwa 0,52 &mgr;m, und der Gesamt-Feststoffgehalt betrug 22,51%.

Die vorstehenden Dispersionen wurde zur Herstellung der Purpur-Beschichtungsflüssigkeit in den nachstehend angegebenen Anteilen hergestellt. Die so hergestellte Beschichtungszusammensetzung wurde unter Verwendung eines Meyer-Stabes auf Melinex® 534 aufgetragen und getrocknet. Die angestrebte Überzugsdicke betrug 3 &mgr;m.

  • B. Eine thermisch isolierende Zwischenschicht wurde, wie in Beispiel I, Teil B beschrieben, auf die purpurbild-erzeugende Schicht aufgebracht, mit der Abweichung, dass die Überzugsdichte 16,1 &mgr;m betrug.
  • C. Eine gelbbild-erzeugende Schicht wurde wie folgt auf die thermisch isolierende Schicht aufgebracht:

    Der Leukofarbstoff III wurde in einer wässrigen Mischung, enthaltend Airvol® 205 (4,54% der gesamten Feststoffe), Aerosol-OT® (2,73% der gesamten Feststoffe) und Pluronic® 25R2 (1,82% der gesamten Feststoffe) in entionisiertem Wasser, dispergiert, wobei eine mit Glasperlen ausgerüstete Mühle verwendet wurde, und 18h bei Raumtemperatur gerührt. Die durchschnittliche Teilchengröße der erhaltenen Dispersion betrug etwa 0,49 &mgr;m, und der Gesamt-Feststoffgehalt betrug 25,1%.

Die vorstehende Dispersion wurde verwendet, um die gelbe Beschichtungsflüssigkeit in den nachstehend angegebenen Anteilen herzustellen. Die so hergestellte gelbe Beschichtungszusammensetzung wurde unter Verwendung eines Meyer-Stabes auf die thermisch isolierende Zwischenschicht für eine angestrebte Dicke von 3 &mgr;m aufgebracht und in Luft getrocknet.

  • D. Eine schützende Deckschicht wurde wie folgt auf die gelbfarb-erzeugenden Schichten aufgebracht:

    Es wurde eine gleitende Deckschicht auf die gelbe Farbstoffschicht aufgebracht. Die Deckschicht wurde in den nachstehend angegebenen Anteilen hergestellt. Die so hergestellte Beschichtungszusammensetzung für die Deckschicht wurde unter Verwendung eines Meyer-Stabes für eine angestrebte Dicke von 1,0 &mgr;m auf die gelbe Farbstoffschicht aufgetragen und in Luft getrocknet.

Das erhaltene, aus vier Schichten bestehende Bildaufzeichnungselement wurde gedruckt, wobei ein Laboratoriums-Testbett-Drucker, der mit einem thermischen Kopf ausgerüstet war, Model KST-87-12 MPC8 (Kyocera Corporation, 6 Takedatobadono-cho, Fushimi-ku, Kyoto, Japan), verwendet wurde. Die folgenden Druckparameter wurden angewendet:

Die gelbe Schicht wurde unter der Bedingung hohe Energie/kurze Zeit gedruckt. Um Farbabstufungen zu erhalten, wurde die Pulsbreite von 0 auf maximal 1,65 msec. in 21 gleichen Stufen erhöht (etwa 20,6% der gesamten Zeilenzeit), während die an den Druckkopf angelegte Spannung auf 29,0 V gehalten wurde.

Die Bedingung niedrigere Energie/längere Zeit wurde angewendet, um die Purpurschicht zu drucken. Die Pulsbreite wurde von 0 auf 99,5% der 8 msec.-Zeilenzeit in 21 gleichen Stufen erhöht, während die an den Druckkopf angelegte Spannung auf 16 V gehalten wurde.

Nach dem Drucken wurde die Reflexionsdichte in jedem gedruckten Bereich unter Verwendung eines Spektrophotometers von Gretag MacBeth® gemessen. Die Ergebnisse sind in den Tabellen III und IV angegeben. Tabelle III zeigt den Druck der gelben Schicht als Funktion der durch den thermischen Kopf zugeführten Energie. Die erhaltenen Purpur-Dichten sind ebenfalls angegeben. In Tabelle III ist auch das Verhältnis zwischen der Gelb- und Purpurdichte (Y/M) und das "Übersprechen" angegeben. In ähnlicher Weise zeigt Tabelle IV den Druck der Purpur-Schicht als Funktion der durch den thermischen Kopf zugeführten Energie. Das Verhältnis zwischen der Purpur- und Gelbdichte (M/Y) sowie das "Übersprechen" ist angegeben.

Tabelle III

Tabelle IV

Beispiel III

Dieses Beispiel erläutert ein Zweifarben-Bildaufzeichnungselement, wie es in 8 dargestellt ist, und das weiterhin eine Deckschicht enthält, die auf der blaugrün-farbbildenden Schicht abgeschieden ist. In diesem Beispiel ist die thermisch isolierende Schicht 18 von 8 undurchsichtig, während die Unterlage 12 durchsichtig ist. Unter Verwendung des in diesem Beispiel beschriebenen Bildaufzeichnungselements ist es deshalb möglich, beide Seiten eines undurchsichtigen Bildaufzeichnungselements unabhängig zu drucken, wobei ein thermischer Kopf nur auf einer Seite des Bildaufzeichnungselements vorgesehen ist.

  • A. Dispersionen des Leukofarbstoffs I und des sauren Entwicklers I wurden, wie nachstehend in Beispiel IV, Teil C beschrieben, hergestellt.

Der saure Entwickler II wurde wie vorstehend in Beispiel II, Teil A beschrieben, dispergiert. Die obigen Dispersionen wurden zur Herstellung der Purpur-Beschichtungszusammensetzung in den nachstehend angegebenen Anteilen verwendet. Die so hergestellte Beschichtungszusammensetzung wurde auf eine klare Polyester-Filmunterlage (Cronar 412) aufgebracht und getrocknet. Die angestrebte Überzugsmenge betrug 3,3 g/m2.

  • B. Eine thermisch isolierende Zwischenschicht wurde wie folgt auf die Purpur-Bildaufzeichnungsschicht aufgebracht:

    Es wurde eine Beschichtungszusammensetzung für die Zwischenschicht in den nachstehend angegebenen Anteilen hergestellt. Die so hergestellte Bild-Zwischenschicht-Beschichtungszusammensetzung wurde auf die Purpur-Bildaufzeichnungsschicht für eine angestrebte Dicke von 8,95 &mgr;m aufgetragen.
  • C. Eine undurchsichtige Schicht wurde wie folgt auf die thermisch isolierende Schicht aufgebracht:

    Es wurde eine Dispersion von Titandioxid wie folgt hergestellt: Titandioxid wurde in einem wässrigen Gemisch, enthaltend Tamol® 731 (3,86% der gesamten Feststoffe), Ludox® HS40 (3,85% der gesamten Feststoffe) und einer Spurenmenge (750 ppm) Nipa Proxel® in entionisiertem Wasser dispergiert, wobei eine mit Glasperlen ausgerüstete Mühle verwendet, und 18 h bei Raumtemperatur gerührt wurde. Der Gesamt-Feststoffgehalt der Dispersion betrug 50,2%.

Die so hergestellte Dispersion wurde zur Herstellung einer Beschichtungsflüssigkeit in den nachstehend angegebenen Anteilen verwendet. Die Beschichtungszusammensetzung wurde für eine angestrebte Dicke von 12,4 &mgr;m auf die thermisch isolierende Schicht aufgebracht.

  • D. Die blaugrünbild-erzeugenden Schichten D1-D3 wurden wie folgt auf der thermisch isolierenden Schicht aufgebracht:

D1 Blaugrün-Entwicklerschicht.

Der saure Entwickler III wurde wie nachstehend in Beispiel IV, Teil E1 beschrieben, dispergiert.

Die obige Dispersion wurde verwendet, um die Beschichtungsflüssigkeit für den Blaugrün-Entwickler in den nachstehend angegebenen Anteilen herzustellen. Die so hergestellte Blaugrün-Entwickler-Beschichtungszusammensetzung wurde auf die Bildzwischenschicht für eine angestrebte Dicke von 1,74 &mgr;m aufgetragen.

D2 Blaugrün-Zwischenschicht.

Eine Beschichtungszusammensetzung für die Blaugrün-Zwischenschicht wurde in den nachstehend angegebenen Anteilen hergestellt. Die so hergestellte Blaugrün-Zwischenschicht-Beschichtungszusammensetzung wurde auf die Blaugrün-Entwicklerschicht für eine angestrebte Dicke von 1,0 &mgr;m aufgetragen.

D3 Blaugrün-Farbstoffschicht.

Der Blaugrün-Leukofarbstoff, Farbstoff II, wurde wie nachstehend in Beispiel 4, Teil E3 beschrieben, dispergiert.

Die Dispersion wurde zur Herstellung der Blaugrün-Beschichtungsflüssigkeit in den nachstehend angegebenen Anteilen verwendet. Die so hergestellte Blaugrün-Beschichtungszusammensetzung wurde auf die Blaugrün-Zwischenschicht für eine angestrebte Dicke von 0,65 &mgr;m aufgetragen.

  • E. Eine schützende Deckschicht wurde auf die blaugrünfarbbildenden Schichten wie folgt aufgetragen:

    Eine gleitende Deckschicht wurde auf die Blaugrün-Farbstoffschicht aufgebracht. Die Deckschicht wurde in den in Tabelle VI angegebenen Anteilen hergestellt. Die so hergestellte Beschichtungszusammensetzung für die Deckschicht wurde für eine angestrebte Dicke von 1,1 &mgr;m auf die Blaugrün-Farbstoffschicht aufgetragen.

Das erhaltene Bildaufzeichnungselement wurde wie vorstehend in Beispiel II beschrieben gedruckt. Das Blaugrün-Bild war von der Vorderseite der Unterlage aus sichtbar, während das Purpurbild von der Rückseite aus sichtbar war. Deshalb wurden die optischen Dichten für das Blaugrün-Bild von der obersten Fläche des Bildaufzeichnungselements erhalten, während die optischen Dichten für das Purpurbild von der Rückseite des Bildaufzeichnungselements erhalten wurden.

Die Blaugrün-Schicht wurde unter der Bedingung hohe Energie/kurze Zeit gedruckt. Um Farbabstufungen zu erhalten, wurde die Pulsbreite von 0 auf maximal 1,41 msec. in 20 gleichen Stufen erhöht (etwa 18,5% der gesamten Zeilenzeit), während die an den Druckkopf angelegte Spannung auf 29,0 V gehalten wurde.

Die Bedingung niedrigere Energie/längere Zeit wurde angewendet, um die Purpurschicht zu drucken. Die Pulsbreite wurde von 0 auf die volle Zeilenzeit von 8 msec. in 20 gleichen Stufen erhöht, während die an den Druckkopf angelegte Spannung auf 14,5 V gehalten wurde.

Nach dem Drucken wurde die Reflexionsdichte in jedem gedruckten Bereich unter Verwendung eines Spektrophotometers von Gretag MacBeth® gemessen. Die Ergebnisse sind in den Tabellen V und VI angegeben. Tabelle V zeigt den Druck der Blaugrün-Schicht als Funktion der durch den thermischen Kopf zugeführten Energie. Die erhaltenen Purpur-Dichten sind ebenfalls angegeben. In Tabelle V ist auch das Verhältnis zwischen der Blaugrün- und der Purpurdichte (C/M) und das "Übersprechen" angegeben. In ähnlicher Weise zeigt Tabelle VI den Druck der Purpur-Schicht als Funktion der durch den thermischen Kopf zugeführten Energie. Das Verhältnis zwischen der Purpur- und der Blaugründichte (M/C) sowie das "Übersprechen" sind angegeben.

Tabelle V

Tabelle VI

Beispiel IV

Ein Dreifarben-Bildaufzeichnungselement, wie es in 9 erläutert ist, und das weiterhin eine auf der blaugrünfarbbildenden Schicht abgeschiedene Deckschicht enthält, wurde wie folgt hergestellt:

  • A. Eine gelbbild-erzeugende Schicht wurde wie folgt hergestellt:

    Ein Leukofarbstoff, Leukofarbstoff IV, wurde nach einem analogen Verfahren wie bei der Herstellung des Dispersion des Leukofarbstoff I, Teil C, nachstehend, dispergiert, wobei eine Farbstoff konzentration von 20,0% erhalten wurde.

Der saure Entwickler IC (10 g) wurde in einem wässrigen Gemisch, enthaltend Tamol® 731 (7,08 g einer 7,06%-igen wässrigen Lösung) und 32,93g entionisiertes Wasser in einem 120 ml (4 Unzen)-Glasgefäß, das 10 g Mullitperlen enthielt, dispergiert, und 16h bei Raumtemperatur gerührt. Die Entwicklerkonzentration betrug 20%. Die obigen Dispersionen wurden zur Herstellung der gelben Beschichtungsflüssigkeit in den nachstehend angegebenen Anteilen verwendet. Die so hergestellt Beschichtungszusammensetzung wurde auf Melinex® 534 aufgebracht und getrocknet. Die angestrebte Überzugsmenge betrug 2,0 g/m2.

  • B. Eine thermisch isolierende Zwischenschicht wurde auf die gelbbild-erzeugende Schicht wie folgt aufgebracht:

    Es wurde eine Beschichtungsflüssigkeit für die Zwischenschicht in den in Tabelle II angegebenen Anteilen hergestellt. Die so hergestellte Beschichtungszusammensetzung für die Bild-Zwischenschicht wurde auf die gelbe bilderzeugende Schicht für eine beabsichtige Auftragsmenge von 9,0 g/m2 aufgetragen.
  • C. Die purpurbild-erzeugende Schicht wurde wie folgt hergestellt:

    Der Leukofarbstoff I (15,0 g) wurde in einer wässrigen Mischung, enthaltend Airvol® 205 (3,38 g einer 20%-igen wässrigen Lösung), Triton X-100 (0,6 g einer 5%-igen wässrigen Lösung) und Rerosol-OT (15,01 g einer 19%-igen wässrigen Lösung) in entionisiertem Wasser (31,07) in einem 120 ml (4 Unzen)-Glasbehälter, der Mullitperlen enthielt, dispergiert, und 16h bei Raumtemperatur gerührt. Der Gesamtfarbstoffgehalt betrug 20,0%.

Der saure Entwickler I (10 g) wurde in einem wässrigen Gemisch, enthaltend Tamol® 731 (7,08 g einer 7,06%-igen wässrigen Lösung) und entionisiertes Wasser (32,92 g) in einem 120 ml (4 Unzen)-Glasgefäß, enthaltend 10 g Mullitperlen, dispergiert, und 16h bei Raumtemperatur gerührt. Die Entwicklerkonzentration betrug 20,0%.

Der saure Entwickler II wurde, wie vorstehend in Beispiel II, Teil A, beschrieben, dispergiert.

Die obigen Dispersionen wurden zur Herstellung der Purpur-Beschichtungsflüssigkeit in den nachstehend angegebenen Anteilen verwendet. Die so hergestellte Beschichtungszusammensetzung wurde auf die thermisch isolierende Zwischenschicht aufgetragen und getrocknet. Das angestrebte Überzugsgewicht betrug 1,67 g/m2.

  • D. Eine thermisch isolierende Zwischenschicht wurde wie folgt auf die purpurbild-erzeugende Schicht aufgebracht:

    Es wurde eine Beschichtungsflüssigkeit für die Zwischenschicht in den nachstehend angegebenen Anteilen hergestellt.

Die so hergestellte Beschichtungszusammensetzung für die Bild-Zwischenschicht wurde in drei Durchläufen für ein angestrebtes Auftragsgewicht von 13,4 g/m2 auf die purpurbild-erzeugende Schicht aufgetragen.

  • E. Die blaugrünbild-erzeugenden Schichten E1-E3 wurden wie folgt auf die thermisch isolierende Schicht aufgebracht:

E1 Blaugrün-Entwicklerschicht.

Der saure Entwickler III (10 g) wurde in einem wässrigen Gemisch, enthaltend Tamol® 731 (7,08 g einer 7,06%-igen wässrigen Lösung) und 32,93g entionisiertes Wasser in einem 120 ml (4 Unzen)-Glasgefäß, das 10 g Mullitperlen enthielt, dispergiert, und 16h bei Raumtemperatur gerührt. Die Entwicklerkonzentration betrug 20%.

Die obige Dispersion wurde zur Herstellung der Blaugrün-Entwickler-Beschichtungsflüssigkeit in den nachstehend angegebenen Anteilen verwendet. Die so hergestellt Beschichtungszusammensetzung des Blaugrün-Entwicklers wurde über die thermisch isolierende Zwischenschicht für eine angestrebte Dicke von 1,49 g/m2 aufgebracht.

E2 Blaugrün-Zwischenschicht.

Eine Beschichtungszusammensetzung für die Blaugrün-Zwischenschicht wurde in den nachstehend angegebenen Anteilen hergestellt. Die so hergestellte Beschichtungszusammensetzung für die Blaugrün-Zwischenschicht wurde auf die Blaugrün-Entwicklerschicht für eine beabsichtige Auftragsmenge von 1,0 g/m2 aufgetragen.

E3 Blaugrün-Farbstoffschicht.

Der Leukofarbstoff II (15,0 g) wurde in einem wässrigen Gemisch, enthaltend Airvol® 350 (11,06 g einer 20%-igen wässrigen Lösung), Airvol® 205 (2,25 g einer 20%-igen wässrigen Lösung), Aerosol-OT® (2,53 g einer 19%-igen wässrigen Lösung) und Triton X-100 (149 g einer 5%-igen wässrigen Lösung) in entionisiertem Wasser (52,61 g) in einem 120 ml (4 Unzen)-Glasgefäß, das Mullitperlen enthielt, dispergiert, und 16h bei Raumtemperatur gerührt. Die Farbstoffkonzentration betrug 20%.

Die vorstehende Dispersion wurde verwendet, um die Blaugrün-Beschichtungsflüssigkeit in den nachstehend angegebenen Anteilen herzustellen. Die so hergestellte Blaugrün-Beschichtungszusammensetzung wurde auf die Blaugrün-2-Zwischenschicht für ein angestrebtes Auftragsgewicht von 0,65 g/m2 aufgebracht.

  • F. Eine schützende Deckschicht wurde wie folgt auf die blaugrünfarb-erzeugenden Schichten aufgebracht:

    Eine gleitende Deckschicht wurde auf die Blaugrün-Farbstoffschicht aufgebracht. Die Deckschicht wurde in den nachstehend angegebenen Anteilen hergestellt. Die so hergestellte Beschichtungszusammensetzung wurde für eine angestrebte Auftragsmenge von 1,1 g/m2 auf die Blaugrün-Farbstoffschicht aufgetragen.

Das erhaltene Bildaufzeichnungselement wurde gedruckt, wobei ein Laboratoriums-Testbett-Drucker, der mit einem thermischen Kopf ausgerüstet war, Model KST-87-12 MPC8 (Kyocera Corporation, 6 Takedatobadono-cho, Fushimi-ku, Kyoto, Japan), verwendet wurde. Die folgenden Druckparameter wurden angewendet:

Die Blaugrün-Schicht wurde unter der Bedingung hohe Energie/kurze Zeit gedruckt. Um Farbabstufungen zu erhalten, wurde die Pulsbreite von 0 auf maximal 1,31 msec. in 10 gleichen Stufen erhöht (etwa 16,4% der gesamten Zeilenzeit), während die an den Druckkopf angelegte Spannung auf 29,0 V gehalten wurde.

Die Bedingung niedrigere Energie/längere Zeit wurde angewendet, um die Purpurschicht zu drucken. Die Pulsbreite wurde von 0 auf 99,5% der 8 msec.-Zeilenzeit in 10 gleichen Stufen erhöht, während die an den Druckkopf angelegte Spannung auf 15 V gehalten wurde.

Die Bedingung sehr niedrige Energie/sehr lange Zeit wurde angewendet, um die gelbe Schicht zu drucken. Einige Druckbedingungen wurden wie folgt verändert:

Nach dem Drucken wurde die Reflexionsdichte in jedem gedruckten Bereich unter Verwendung eines Spektrophotometers von Gretag MacBeth® gemessen. Die Ergebnisse sind in den Tabellen VII, VIII und IX angegeben. Tabelle VII zeigt den Druck der Blaugrün-Schicht als Funktion der durch den thermischen Kopf zugeführten Energie. Die erhaltenen Purpur-Dichten sind ebenfalls angegeben. Die erhaltenen Purpur- und Gelbdichten und das "Übersprechen" sind ebenfalls angegeben. In ähnlicher Weise zeigt Tabelle VIII den Druck der Purpur-Schicht als Funktion der durch den thermischen Kopf zugeführten Energie. Tabelle IX zeigt die Dichten beim Drucken der gelben Schicht als Funktion der angewendeten Spannung und Energie.

Tabelle VII

Tabelle VII

Tabelle IX

Dieses Beispiel zeigt, dass alle drei Farben unter Verwendung eines thermisches Kopfes, der die selbe Seite eines wie nach 9 konstruierten Bildaufzeichnungselements ansteuert, unabhängig gedruckt werden können.

Beispiel V

Dieses Beispiel erläutert ein Dreifarben-Bildaufzeichnungselement, wie es in 10 dargestellt ist. Die oberste Schicht erzeugt eine gelbe Farbe, wobei ein unimolekularer thermischer Reaktionsmechanismus, wie er in der US-Patentschrift 5,350,870 beschrieben ist, angewendet wird. Die mittlere bilderzeugende Schicht erzeugt eine Purpurfarbe, wobei ein saurer Entwickler, ein saurer Hilfsentwickler und ein Purpur-Leukofarbstoff verwendet werden. Die untere bilderzeugende Schicht erzeugt eine blaugrüne Farbe, wobei ein saurer Entwickler und ein Blaugrün-Leukofarbstoff verwendet werden. Zwischen der Purpur- und der Blaugrün-Schicht wurde eine dicke, klare Poly(ethylenterephthalat)-Filmunterlage mit einer Dicke von 102 &mgr;m (Cronar® 412) verwendet. Unter der unteren blaugrün-bilderzeugenden Schicht wurde eine dicke, undurchsichtige weiße Schicht als Maskierungsschicht verwendet. Das Bildaufzeichnungselement wurde von oben (gelb und purpur) und von unten (blaugrün) angesteuert. Wegen der Anwesenheit der undurchsichtigen Schicht waren jedoch alle drei Farben nur von oben aus sichtbar. Auf diese Weise konnte ein Vollfarben-Bild erhalten werden.

  • A. Die purpurbild-erzeugende Schicht wurde wie folgt hergestellt:

    Die Dispersionen des Leukofarbstoffs I und des sauren Entwicklers I wurden wie oben in Beispiel I, Teil A beschrieben, hergestellt.

Eine Dispersion des sauren Entwicklers III wurde wie oben in Beispiel II, Teil A beschrieben, hergestellt.

Die vorstehenden Dispersionen wurden zur Herstellung der Purpur-Beschichtungsflüssigkeit in den nachstehend angegebenen Anteilen verwendet. Die so hergestellte Beschichtungsmasse wurde unter Verwendung eines Meyer-Stabes auf eine klare Poly(ethylenterephthalat)-Filmunterlage mit einer Dicke von etwa 102 &mgr;m (Cronar® 412) auf die mit einer Gelatine-Unterschicht versehene Seite aufgetragen und getrocknet. Die angestrebte Überzugsdichte betrug 3 &mgr;m.

  • B. Eine thermisch isolierende Zwischenschicht wurde wie oben in Beispiel II, Teil B beschrieben, auf der purpurbild-erzeugenden Schicht abgeschieden.
  • C. Eine gelbbild-erzeugende Schicht wurde wie folgt auf die thermisch isolierende Schicht aufgetragen. Eine Dispersion des Leukofarbstoffs III wurde wie oben in Beispiel III, Teil C beschrieben, hergestellt. Die Dispersion wurde zur Herstellung der gelben Beschichtungsflüssigkeit in den nachstehend angegebenen Anteilen verwendet. Die so hergestellte gelbe Beschichtungszusammensetzung wurde unter Verwendung eines Meyer-Stabes für eine angestrebte Dicke von 3 &mgr;m auf die thermisch isolierende Zwischenschicht aufgetragen und in Luft getrocknet.
  • D. Eine schützende Deckschicht wurde auf die gelbbild-erzeugenden Schichten wie folgt aufgetragen:

    Eine gleitende Deckschicht wurde auf die gelbe Farbstoffschicht aufgetragen. Die Deckschicht wurde in den nachstehend angegebenen Anteilen hergestellt. Die so hergestellte Beschichtungszusammensetzung für die Deckschicht wurde unter Verwendung eines Meyer-Stabes für eine angestrebte Dicke von 1,0 &mgr;m auf die gelbe Farbstoffschicht aufgetragen und in Luft getrocknet.
  • E. Die blaugrün-bilderzeugende Schicht wurde wie folgt hergestellt:

    Der Leukofarbstoff II wurde in einem wässrigen Gemisch, enthaltend Airvol® 205 (2,7% der gesamten Feststoffe), Airvol® 350 (6,3% der gesamten Feststoffe), Triton X-100 (0,18% der gesamten Feststoffe) und Aerosol-OT® (0,9% der gesamten Feststoffe) in entionisiertem Wasser in einer mit Glasperlen ausgerüsteten Mühle dispergiert und 18h bei Raumtemperatur gerührt. Der Gesamt-Feststoffgehalt der Dispersion betrug 20%. Eine Dispersion des sauren Entwicklers I wurde wie oben in Beispiel I, Teil A beschrieben, hergestellt. Die vorstehenden Dispersionen wurden verwendet, um die Blaugrün-Beschichtungsflüssigkeit in den nachstehend angegebenen Anteilen herzustellen. Die so hergestellte Beschichtungszusammensetzung wurde unter Verwendung eines Meyer-Stabes auf die gegenüber liegende Seite einer klaren Poly(ethylenterephthalat)-Filmunterlage als Überzüge A-D aufgetragen, und in Luft getrocknet. Die angestrebte Überzugsdicke betrug 2 &mgr;m.
  • F. Die undurchsichtige Maskierungschicht.

Titanioxid wurde in einem wässrigen Gemisch, enthaltend Tamol® 731 (3,86% der gesamten Feststoffe), Ludox HS40 (3,85% der gesamten Feststoffe) und Spurenmengen (750 ppm) Nipa Proxel® in entionisiertem Wasser dispergiert, wobei eine mit Glasperlen versehene Mühle verwendet und 18h bei Raumtemperatur gerührt wurde. Der Gesamt-Feststoffgehalt der Dispersion betrug 50,2%.

Die vorstehende Dispersion wurde zur Herstellung einer Beschichtungsflüssigkeit in den nachstehend angegebenen Anteilen verwendet. Die so hergestellte Beschichtungszusammensetzung wurde unter Verwendung eines Meyer-Stabes für eine angestrebte Dicke von 15 &mgr;m auf die blaugrünbild-erzeugende Schicht aufgetragen und in Luft getrocknet.

  • G. Eine schützende Deckschicht wurde, wie oben in Teil D beschrieben, auf der opaken Schicht abgeschieden.

Das erhaltene Bildaufzeichnungselement wurde gedruckt, wobei ein Laboratoriums-Testbett-Drucker, der mit einem thermischen Kopf ausgerüstet war, Model KST-87-12 MPC8 (Kyocera Corporation, 6 Takedatobadono-cho, Fushimi-ku, Kyoto, Japan), verwendet wurde. Die folgenden Druckparameter wurden angewendet:

Die gelbe Schicht wurde von der Vorderseite her unter der Bedingung hohe Energie/kurze Zeit gedruckt. Um Farbabstufungen zu erhalten, wurde die Pulsbreite von 0 auf maximal 1,65 msec. in 21 gleichen Stufen erhöht (etwa 20,6% der gesamten Zeilenzeit), während die an den Druckkopf angelegte Spannung auf 29,0 V gehalten wurde.

Die Bedingung niedrigere Energie/längeren Zeit wurde angewendet, um die Purpurschicht zu drucken. Die Pulsbreite wurde von 0 auf 99,5% der 8 msec.-Zeilenzeit in 21 gleichen Stufen erhöht, während die an den Druckkopf angelegte Spannung auf 16 V gehalten wurde.

Die Blaugrün-Schicht wurde von der Rückseite her (der die opake Schicht tragenden Seite) unter der Bedingung hohe Energie/kurze Zeit gedruckt. Um Farbabstufungen zu erhalten, wurde die Pulsbreite von 0 auf maximal 1,65 msec. in 21 gleichen Stufen erhöht (etwa 20,6% der gesamten Zeilenzeit), während die an den Druckkopf angelegte Spannung auf 29,0 V gehalten wurde.

Nach dem Drucken wurde die Reflexionsdichte in jedem gedruckten Bereich unter Verwendung eines Spektrophotometers von Gretag MacBeth® gemessen. Die Ergebnisse sind in den Tabellen X, XI und XII angegeben. Tabelle X zeigt den Druck der gelben Schicht als Funktion der durch den thermischen Kopf zugeführten Energie. Die erhaltenen Purpur- und Blaugründichten sind ebenfalls angegeben. Tabelle X enthält auch das Verhältnis zwischen der Gelb- und der Purpurdichte (Y/M) und das "Übersprechen". In ähnlicher Weise zeigt Tabelle XI den Druck der Purpur-Schicht als Funktion der durch den thermischen Kopf zugeführten Energie. Das Verhältnis zwischen der Purpur- und der Gelbdichte (M/Y) sowie das "Übersprechen" sind ebenfalls angegeben. Tabelle XII zeigt den Druck der Blaugrün-Schicht als Funktion der durch den thermischen Kopf zugeführten Energie. Das Verhältnis zwischen der Blaugrün- und Purpurdichte (C/M) ist ebenfalls angegeben.

Tabelle X

Tabelle XI

Tabelle XII

Beispiel VI

Dieses Beispiel erläutert ein Dreifarben-Bildaufzeichnungselement, wie es in 10 dargestellt ist. Die oberste bilderzeugende Schicht erzeugt eine Blaugrün-Farbe, die mittlere bilderzeugende Schicht erzeugt eine Purpurfarbe und die untere bilderzeugende Schicht erzeugt eine gelbe Farbe. In allen drei Schichten wird (werden) ein (mehrere) saure(r) Entwickler und ein Leukofarbstoff verwendet. Zwischen der Purpur- und der Gelbschicht wurde eine dicke, klare Poly(ethylenterephthalat)-Filmunterlage mit einer Dicke von etwa 102 &mgr;m (Cronar® 412) verwendet. Unterhalb der unteren gelbbild-erzeugenden Schicht wurde eine dicke, undurchsichtige weiße Schicht als Maskierungsschicht verwendet. Das Bildaufzeichnungselement wurde von oben (blaugrün und purpur) und von unten (gelb) angesteuert. Wegen der Anwesenheit der undurchsichtigen Schicht waren jedoch alle drei Farben nur von oben aus sichtbar. Auf diese Weise konnte ein Vollfarbenbild erhalten werden.

  • A. Die purpurbild-erzeugende Schicht wurde wie folgt hergestellt:

    Die Dispersionen des Leukofarbstoffs I und des sauren Entwicklers I wurden wie oben in Beispiel IV, Teil C beschrieben, hergestellt. Eine Dispersion des sauren Entwicklers II wurde wie oben in Beispiel II, Teil A beschrieben, hergestellt.

Die vorstehenden Dispersionen wurden zur Herstellung der Purpur-Beschichtungsflüssigkeit in den nachstehend angegebenen Anteilen verwendet. Die so hergestellte Beschichtungsmasse wurde auf Cronar® 412 aufgetragen und getrocknet. Die angestrebte Überzugsmenge betrug 2,0 g/m2.

  • B. Eine thermisch isolierende Zwischenschicht wurde wie folgt auf der purpurbild-erzeugenden Schicht abgeschieden:

    Es wurde eine Beschichtungsflüssigkeit für die Zwischenschicht in den nachstehend angegebenen Anteilen hergestellt. Die so hergestellte Beschichtungszusammensetzung für die Bild-Zwischenschicht wurde auf die purpurbild-erzeugende Schicht in drei Durchläufen für eine angestrebte Auftragsmenge von 13,4 g/m2 aufgetragen.
  • C. Die blaugrünbild-erzeugenden Schichten C1-C3 wurden wie folgt auf der thermisch isolierenden Schicht abgeschieden.

C1 Blaugrün-Entwicklerschicht.

Eine Dispersion des sauren Entwicklers III wurde wie oben in Beispiel IV, Teil E1 beschrieben, hergestellt.

Die vorstehende Dispersion wurde zur Herstellung der Beschichtungsflüssigkeit für den Blaugrün-Entwickler in den nachstehend angegebenen Anteilen hergestellt. Die so hergestellte Beschichtungszusammensetzung für den Blaugrün-Entwickler wurde auf die thermisch isolierende Zwischenschicht für eine angestrebte Dicke von 2,1 g/m2 aufgetragen und getrocknet.

C2 Blaugrün-Zwischenschicht.

Eine Beschichtungsflüssigkeit für die Blaugrün-Zwischenschicht wurde in den nachstehend angegebenen Anteilen hergestellt. Die so hergestellte Beschichtungszusammensetzung für die Blaugrün-Zwischenschicht wurde auf die Blaugrün-Entwicklerschicht für eine angestrebte Dicke von 1,0 g/m2 aufgetragen.

C3 Blaugrün-Farbstoffschicht.

Der Leukofarbstoff II wurde wie oben in Beispiel IV, Teil E3 beschrieben, dispergiert.

Die vorstehende Dispersion wurde zur Herstellung der Blaugrün-Beschichtungsflüssigkeit in den nachstehend angegebenen Anteilen verwendet. Die so hergestellte Blaugrün-Beschichtungszusammensetzung wurde auf die Blaugrün-Zwischenschicht für ein angestrebtes Auftragsgewicht von 0,65 g/m2 aufgetragen.

  • D. Eine schützende Deckschicht wurde wie folgt auf die blaugrünbild-erzeugenden Schichten aufgetragen:

    Eine gleitende Deckschicht wurde auf die Blaugrün-Farbstoffschicht aufgetragen. Die Deckschicht wurde in den nachstehend angegebenen Anteilen hergestellt. Die so hergestellte Beschichtungszusammensetzung für die Deckschicht wurde für ein angestrebtes Auftragsgewicht von 1,1 g/m2 auf die Blaugrün-Farbstoffschicht aufgetragen.
  • E. Eine gelbbild-erzeugende Schicht wurde unter Anwendung der oben in Beispiel IV, Teil A beschriebenen Arbeitsweise auf die Rückseite der klaren Unterlage abgeschieden, ausgenommen, dass die getrocknete Auftragsmenge 1,94 g/m2 betrug.
  • F. Eine weiße, undurchsichtige Schicht wurde wie folgt auf die gelb-farberzeugende Schicht abgeschieden:

    Es wurde eine Dispersion von Titandioxid wie oben in Beispiel V, Teil F beschrieben, hergestellt.

Aus der so hergestellten Dispersion wurde eine Beschichtungsflüssigkeit in den nachstehenden Anteilen hergestellt. Die so hergestellte Beschichtungszusammensetzung wurde auf die gelb-farberzeugende Schicht für eine angestrebte Auftragsmenge von 10,876 g/m2 aufgetragen.

  • G. Eine schützende Deckschicht wurde, wie oben in Teil D beschrieben, auf der opaken Schicht abgeschieden.

Das erhaltene Bildaufzeichnungselement wurde gedruckt, wobei ein Laboratoriums-Testbett-Drucker, der mit einem thermischen Kopf ausgerüstet war, Model KST-87-12 MPC8 (Kyocera Corporation, 6 Takedatobadono-cho, Fushimi-ku, Kyoto, Japan), verwendet wurde. Die folgenden Druckparameter wurden angewendet:

Die Blaugrün-Schicht wurde von der Vorderseite her unter der Bedingung hohe Energie/kurze Zeit gedruckt. Um Farbabstufungen zu erhalten, wurde die Pulsbreite von 0 auf maximal 1,25 msec. in 21 gleichen Stufen erhöht (etwa 16,4% der gesamten Zeilenzeit), während die an den Druckkopf angelegte Spannung auf 29,0 V gehalten wurde.

Die Bedingung niedrigere Energie/längeren Zeit wurde angewendet, um die Purpurschicht zu drucken. Die Pulsbreite wurde von 0 auf 99,5% der 8 msec.-Zeilenzeit in 21 gleichen Stufen erhöht, während die an den Druckkopf angelegte Spannung auf 14,5 V gehalten wurde.

Die gelbe Schicht wurde von der Rückseite her (der die opake Schicht tragenden Seite) unter der Bedingung niedrigere Energie/längere Zeit gedruckt. Um Farbabstufungen zu erhalten, wurde die Pulsbreite von 0 auf 99,5% der 8 msec.-Zeilenzeit in 21 gleichen Stufen erhöht, während die an den Druckkopf angelegte Spannung auf 14,5 V gehalten wurde.

Nach dem Drucken wurde die Reflexionsdichte in jedem bedruckten Bereich unter Verwendung eines Spektrophotometers von Gretag MacBeth® gemessen. Die Ergebnisse sind in den Tabellen XIII, XIV und XV angegeben. Tabelle XIII zeigt den Druck der Blaugrün-Schicht als Funktion der durch den thermischen Kopf zugeführten Energie. Die erhaltenen Purpur- und Gelbdichten sind ebenfalls angegeben. Tabelle XIII enthält auch das Verhältnis zwischen der Blaugrün- und der Purpurdichte (C/M) und das "Übersprechen". In ähnlicher Weise zeigt Tabelle XVI den Druck der Purpur-Schicht als Funktion der durch den thermischen Kopf zugeführten Energie. Das Verhältnis zwischen Purpur- und Blaugründichte (M/C) sowie das "Übersprechen" sind ebenfalls angegeben. Tabelle XV zeigt den Druck der Gelbschicht als Funktion der durch den thermischen Kopf zugeführten Energie. Das Verhältnis zwischen der Blaugrün- und Purpurdichte (Y/M) ist ebenfalls angegeben.

Tabelle XIII

Tabelle XIV

Tabelle XV

Beispiel VII

Dieses Beispiel erläutert die Herstellung des Zinksalzes der 3-Methyl-5-n-octylsalicylsäure.

Herstellung von Methyl-3-methyl-5-n-octanoylsalicylat:

Aluminiumchlorid (98 g) wurde in Methylenchlorid (150 ml) in einem 1-Liter-Kolben suspendiert, und das Gemisch wurde in einem Eisbad auf 5°C abgekühlt. Dem gerührten Gemisch wurde Methyl-3-methylsalicylat (50 g) und Octanoylchlorid (98 g) in 150 ml Methylenchlorid über einen Zeitraum von 1h zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wurde weitere 30 min bei 5°C und dann 3h bei Raumtemperatur gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde in 500 g Eis, enthaltend 50 ml konzentrierte Chlorwasserstoffsäure, gegossen. Die organische Schicht wurde abgetrennt, und die wässrige Schicht wurde 2 Mal mit 50 ml Methylenchlorid extrahiert. Das Methylenchlorid wurde dann mit einer gesättigten wässrigen Lösung von Natriumcarbonat gewaschen, mit Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und zu einem Öl eingedampft, das zu 90 g braunen Kristallen erstarrte. Die 1H- und 13C-NMR-Spektren entsprachen denen des erwarteten Produktes.

Herstellung von 3-Methyl-5-n-octanoylsalicylsäure:

Methyl-3-methyl-5-n-octanoylsalicylat (hegestellt wie oben beschrieben, 90 g) wurde in 200 ml Ethanol und 350 ml Wasser gelöst. Dieser Lösung wurden 100 g einer 50%-igen wässrigen Lösung von Natriumhydroxid zugegeben, und die Lösung wurde bei 85°C 6h gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde in einem Eisbad abgekühlt, worauf eine 50%-ige wässrige Chlorwasserstoffsäure-Lösung langsam zugegeben wurde, bis ein pH-Wert von 1 erreicht war. Der Niederschlag wurde filtriert, mit Wasser (5 × 50 ml) gewaschen und unter vermindertem Druck bei 45°C 6h getrocknet, wobei 80 g eines blassbraunen Produktes erhalten wurden. Die 1H- und 13C-NMR-Spektren entsprachen denen des erwarteten Produktes.

Herstellung von 3-Methyl-5-n-octylsalicylsäure:

16 g Quecksilber(II)chlorid wurden in 8 ml konzentrierter Chlorwasserstoffsäure und 200 ml Wasser in einem 1-Liter-Kolben gelöst. 165 g Zink (in Moosform) wurden mit dieser Lösung geschüttelt. Das Wasser wurde abdekantiert, und dem Zink wurden 240 ml konzentrierte Chlorwasserstoffsäure, 100 ml Wasser und 3-Methyl-5-n-octanoylsalicylsäure (hergestellt wie oben beschrieben, 80 g) zugesetzt. Das Gemisch wurde unter Rühren 24h unter Rückfluß erhitzt, wobei weitere 50 ml konzentrierte Chlorwasserstoffsäure alle 6h (3 Mal) zugesetzt wurden. Das Reaktionsgemisch wurde heiß vom Zink abdekantiert und abgekühlt, um das Produkt erstarren zu lassen. Das Produkt wurde durch Filtration gesammelt, 2 Mal mit 100 ml Wasser gewaschen und in 300 ml heißem Ethanol gelöst. Dann wurden 50 ml Wasser zugesetzt, und die Lösung wurde eingefroren, wobei weiße Kristalle erhalten wurden. Der Feststoff wurde abfiltriert, 3 Mal mit 100 ml Wasser gewaschen und unter vermindertem Druck bei 45°C 8h getrocknet, wobei 65 g des Produktes erhalten wurden. Die 1H- und 13C-NMR-Spektren entsprachen denen des erwarteten Produktes.

Herstellung des Zinksalzes der 3-Methyl-5-n-octylsalicylsäure:

48 g der wie oben beschrieben hergestellten 3-Methyl-5-n-octylsalicylsäure wurden unter Rühren einer Lösung von 14,5 g einer 50%-igen wässrigen Lösung von Natriumhydroxid und 200 ml Wasser in einem 4-Liter-Becherglas zugesetzt. Dann wurde 1 Liter Wasser zugegeben, und die Lösung wurde auf 65°C erhitzt. Der heißen Lösung wurden dann unter Rühren 24,5 g Zinkchlorid in 40 ml Wasser zugesetzt. Es fiel ein gummiartiger Feststoff aus. Die Lösung wurde abdekantiert, und der hinterbleibende Feststoff wurde in 300 ml heißem 95%-igem Ethanol gelöst. Die heiße Lösung wurde mit 500 ml Wasser verdünnt und eingefroren. Das Produkt wurde abfiltriert und 3 Mal mit 500 ml Wasser gewaschen, wobei 53 g eines weißlichen Feststoffes erhalten wurden.

Beispiel VIII

Dieses Beispiel erläutert ein Dreifarben-Bildaufzeichnungselement mit beidseitig abgeschiedenen Deckschichten, und ein Verfahren zum Schreiben von mehreren Farben auf dieses Element in einem einzigen Durchlauf unter Verwendung von zwei thermischen Druckköpfen. Die oberste farberzeugende Schicht erzeugt eine gelbe Farbe, wobei ein unimolekularer thermischer Reaktionsmechanismus angewendet wird, wie er in der US-Patentschrift 5,350,870 beschrieben ist. Die mittlere farberzeugende Schicht erzeugt eine Purpurfarbe, wobei ein saurer Entwickler, ein saurer Hilfsentwickler und ein Purpur-Leukofarbstoff verwendet werden. Die unterste farberzeugende Schicht erzeugt eine Blaugrün-Farbe, wobei ein saurer Entwickler und ein Blaugrün-Leukofarbstoff verwendet werden. Zwischen der Purpur- und der Blaugrün-Schicht wurde eine dicke, klare Poly(ethylenterephthalal)-Filmunterlage mit einer Dicke von etwa 102 &mgr;m (Cronar(R) 412) verwendet. Unterhalb der unteren blaugrünbild-erzeugenden Schicht wurde eine dicke, undurchsichtige weiße Schicht als Maskierungsschicht verwendet. Das Bildaufzeichnungselement wurde von oben (gelb und purpur) und von unten (blaugrün) angesteuert. Wegen der Anwesenheit der undurchsichtigen Schicht waren jedoch alle drei Farben nur von oben aus sichtbar. Auf diese Weise konnte ein Vollfarben-Bild erhalten werden.

A. Die purpurbild-erzeugende Schicht wurde wie folgt hergestellt:

Die Dispersionen des Leukofarbstoffs I und des sauren Entwicklers I wurden wie oben in Beispiel I, Teil A beschrieben, hergestellt.

Eine Dispersion des sauren Entwicklers III wurde wie oben in Beispiel II, Teil A beschrieben, hergestellt.

Die vorstehenden Dispersionen wurden zur Herstellung der Purpur-Beschichtungsflüssigkeit in den nachstehend angegebenen Anteilen verwendet. Die so hergestellte Beschichtungsmasse wurde unter Verwendung eines Meyer-Stabes auf eine klare Poly(ethylenterephthalat)-Filmunterlage mit einer Dicke von etwa 102 &mgr;m (Cronar® 412) auf die mit einer Gelatine-Unterschicht versehenen Seite aufgetragen und getrocknet. Die angestrebte Überzugsdichte betrug 3,06 &mgr;m.

  • B. Eine thermisch isolierende Zwischenschicht wurde wie folgt auf der purpurbild-erzeugenden Schicht abgeschieden:

    B1 Es wurde eine Beschichtungsflüssigkeit für die Zwischenschicht in den nachstehend angegebenen Anteilen hergestellt. Die so hergestellte Beschichtungszusammensetzung für die Bild-Zwischenschicht wurde unter Verwendung eines Meyer-Stabes für eine angestrebte Dicke von 6,85 &mgr;m auf die bilderzeugende Schicht aufgebracht und in Luft getrocknet.


    B2 Es wurde eine zweite isolierende Zwischenschicht mit der selben Zusammensetzung auf die erste Zwischenschicht aufgetragen und getrocknet.

    B3 Schließlich wurde eine dritte isolierende Zwischenschicht mit der selben Zusammensetzung auf die zweite Zwischenschicht aufgetragen und getrocknet. Die Kombination der drei isolierenden Zwischenschichten ergab eine isolierende Schicht mit einer angestrebten Gesamtdicke von 20,55 &mgr;m.
  • C. Eine gelbbild-erzeugende Schicht wurde wie folgt auf der dritten thermisch isolierenden Schicht abgeschieden:

    Es wurde eine Dispersion des Leukofarbstoffs III wie oben in Beispiel II, Teil C beschrieben, hergestellt. Diese Dispersion wurde zur Herstellung der gelben Beschichtungsflüssigkeit in den nachstehend angegebenen Anteilen verwendet. Die so hergestellte gelbe Beschichtungszusammensetzung wurde unter Verwendung eines Meyer-Stabes für eine angestrebte Dicke von 3,21 &mgr;m auf die thermisch isolierende Zwischenschicht aufgetragen und in Luft getrocknet.
  • D. Eine schützende Deckschicht wurde auf die gelbbild-erzeugende Schicht wie folgt aufgetragen:

    Eine gleitende Deckschicht wurde auf die gelbe Farbstoffschicht aufgetragen. Die Deckschicht wurde in den nachstehend angegebenen Anteilen hergestellt. Die so hergestellte Beschichtungszusammensetzung für die Deckschicht wurde für eine angestrebte Dicke von 1,46 &mgr;m auf die gelbe Farbstoffschicht aufgetragen und in Luft getrocknet.
  • E. Die blaugrünbild-erzeugende Schicht wurde wie folgt hergestellt:

    Der Leukofarbstoff II wurde in einem wässrigen Gemisch, enthaltend Airvol® 205 (2,7% der gesamten Feststoffe), Airvol® 350 (6,3% der gesamten Feststoffe), Triton X-100 (0,18% der gesamten Feststoffe) und Aerosol-OT® (0,9% der gesamten Feststoffe) in entionisiertem Wasser in einer mit Glasperlen ausgerüsteten Mühle dispergiert, und 18h bei Raumtemperatur gerührt. Der Gesamt-Feststoffgehalt der Dispersion betrug 20%. [0345] Eine Dispersion des sauren Entwicklers I wurde wie oben in Beispiel I, Teil A beschrieben, hergestellt.

Die vorstehenden Dispersionen wurden verwendet, um die Blaugrün-Beschichtungsflüssigkeit in den nachstehend angegebenen Anteilen herzustellen.

Die so hergestellte Beschichtungszusammensetzung wurde unter Verwendung eines Meyer-Stabes auf die gegenüber liegende Seite einer klaren Poly(ethylenterephthalat)-Filmunterlage als Überzüge A-D aufgetragen und in Luft getrocknet. Die angestrebte Überzugsdicke betrug 3,01 &mgr;m.

  • F. Die undurchsichtige Maskierungsschicht.

15 g Titanioxid wurde in einem wässrigen Gemisch, enthaltend Tamol® 731 (3,86% der gesamten Feststoffe), Ludox HS40 (3,85% der gesamten Feststoffe) und Spurenmengen (750 ppm) Nipa Proxel® in entionisiertem Wasser dispergiert, wobei eine mit Glasperlen versehene Mühle verwendet und 18h bei Raumtemperatur gerührt wurde. Der Gesamt-Feststoffgehalt der Dispersion betrug 50,2%.

Die vorstehende Dispersion wurde zur Herstellung einer Beschichtungsflüssigkeit in den nachstehend angegebenen Anteilen verwendet. Die so hergestellte Beschichtungszusammensetzung wurde unter Verwendung eines Meyer-Stabes für eine angestrebte Dicke von 15 &mgr;m auf die blaugrünbild-erzeugende Schicht aufgetragen und in Luft getrocknet.

  • G. Eine schützende Deckschicht wurde, wie oben in Teil D beschrieben, auf der opaken Schicht abgeschieden.

Das erhaltene Bildaufzeichnungselement wurde gedruckt, wobei ein Laboratoriums-Testbett-Drucker, der mit einem thermischen Kopf ausgerüstet war, Model KST-87-12 MPC8 (Kyocera Corporation, 6 Takedatobadono-cho, Fushimi-ku, Kyoto, Japan), verwendet wurde. Die folgenden Druckparameter wurden angewendet:

Die gelbe Schicht wurde von der Vorderseite her unter der Bedingung hohe Energie/kurze Zeit gedruckt. Um Farbabstufungen zu erhalten, wurde die Pulsbreite von 0 auf maximal 1,99 msec. in 10 gleichen Stufen erhöht (etwa 18,2% der gesamten Zeilenzeit), während die an den Druckkopf angelegte Spannung auf 26,5 V gehalten wurde. Innerhalb dieser Pulsbreite gab es 120 Subintervalle, wobei jedes einen Betriebszyklus von 96% hatte.

Die Bedingung niedrigere Energie/längeren Zeit wurde angewendet, um die Purpurschicht zu drucken, die gleichfalls von der Vorderseite aus angesteuert wurde. Die Pulsbreite wurde von 0 auf ein Maximum von etwa 8,5 msec. in 10 gleichen Stufen erhöht (etwa 79% der gesamten Zeilenzeit), während die an den Druckkopf angelegte Spannung auf 26,5 V gehalten wurde. Innerhalb dieser Pulsbreite gab es 525 Subintervalle, wobei jedes einen Betriebszyklus von 30% hatte.

Anders als in den vorhergehenden Beispielen wurden die gelben Pulse und die Purpurpulse durchschossen und durch einen einzigen Druckkopf in einem einzigen Durchlauf erzeugt, so dass ein einziger Druckkopf zwei Farben synchron druckte. Die Auswahl zwischen hoher Energie und niedriger Energie erfolgte durch den Wechsel zwischen dem 95%-Betriebszyklus, der zum Druck von Gelb verwendet wurde, und dem 30%-Betriebszyklus, der zum Druck von Purpur verwendet wurde. Die Spannung des Druckkopfes wurde auf 26,5 V konstant gehalten.

Die Blaugrün-Schicht wurde unter der Bedingung niedrige Energie/lange Zeit von der Rückseite her (der Seite der Filmunterlage, die die opake TiO2-Schicht trägt) gedruckt. Um Farbabstufungen zu erhalten, wurde die Pulsbreite von 0 auf maximal 10,5 msec. (etwa 98% der gesamten Zeilenzeit) in 10 gleichen Stufen erhöht, während die an den Druckkopf angelegte Spannung auf 21,0 V gehalten wurde.

Zusätzlich zu den Druckabstufungen der Farbe für jede der drei Schichten wurden Abstufungen von kombinierten Paaren von Farben und von Kombinationen aller drei Farben gedruckt [0356]. Nach dem Drucken wurden die Reflexionsdichten in jeder Druckfläche unter Verwendung eines Gretag®-Spektrophotometers gemessen. Die Ergebnisse des Drucks auf die gelbe, purpurne und blaugrüne Schicht sind in den Tabellen XVI, XVII und XVIII angegeben.

Tabelle XVI zeigt den Druck auf die Blaugrün-Schicht als Funktion der durch den thermischen Kopf zugeführten Energie. Die erhaltene Purpur- und Gelbdichte sind ebenfalls angegeben. In ähnlicher Weise zeigt Tabelle XVII den Druck der Purpurschicht als Funktion der durch den thermischen Kopf zugeführten Energie. Das Verhältnis zwischen der Purpur- und der Gelbdichte (M/Y) sowie das "Übersprechen" sind ebenfalls angegeben. In Tabelle XVIII ist der Druck der gelben Schicht als Funktion der durch den thermischen Kopf zugeführten Energie ebenfalls angegeben. Das Verhältnis zwischen der Gelb- und der Purpurdichte (Y/M) sowie das "Übersprechen" sind ebenfalls angegeben.

Tabelle XVI

Tabelle XVII

Tabelle XVIII

Die beim Schreiben auf Kombinationen von zwei Farbschichten erhaltenen Ergebnisse sind in den Tabellen XIX, XX und XXI angegeben. Tabelle XIX erläutert das Ergebnis des gleichzeitigen Druckens auf die gelbe und die Purpurschicht mit einem einzigen Druckkopf. Der erhaltene Druck hat eine rote Farbe. Die Tabelle XX zeigt das Ergebnis des gleichzeitigen Druckens auf die Blaugrün- und die Gelbschicht, wobei ein grüner Druck erhalten wird, und die Tabelle XXI zeigt das Ergebnis des Druckens auf die blaugrüne und die Purpurschicht, wobei ein blauer Druck erhalten wird.

Tabelle XIX

Tabelle XX

Tabelle XXI

Die Tabelle XXII zeigt die Farbdichten, die erhalten werden, wenn alle drei Farbschichten in einem einzigen Durchlauf gedruckt werden. Der erhaltene Druck ist schwarz.

Tabelle XXII


Anspruch[de]
Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung, umfassend

a. zumindest teilweises unabhängiges Ansteuern einer ersten bilderzeugenden Schicht (16) eines thermischen Bildaufzeichnungselements (10), welches mindestens zwei unterschiedliche bilderzeugende Schichten (14, 16) enthält, von der Oberfläche der Bildaufzeichnungselements (10) mit einem thermischen Druckkopf, der so konfiguriert ist, dass durch Kontrolle der Temperatur des thermischen Druckkopfes, der zur Erzeugung eines Bildes in der ersten bilderzeugenden Schicht (26) konfiguriert ist, und des Zeitintervalls, während dessen die thermische Energie in die erste bilderzeugende Schicht (16) eingebracht wird, ein Bild in der ersten bilderzeugenden Schicht (16) erzeugt wird; und

b. zumindest teilweises unabhängiges Ansteuern einer zweiten bilderzeugenden Schicht (14) des Bildaufzeichnungselements (10) von der gleichen Oberfläche des Bildaufzeichnungselements (10) mit dem thermischen Druckkopf, der so konfiguriert ist, dass durch Kontrolle der Temperatur des thermischen Druckkopfes, der zur Erzeugung eines Bildes in der zweiten bilderzeugenden Schicht konfiguriert ist, und des Zeitintervalls, während dessen die thermische Energie in die zweite bilderzeugende Schicht (14) eingebracht wird, ein Bild in der zweiten bilderzeugenden Schicht (14) erzeugt wird;

wobei die Temperatur des thermischen Druckkopfes beim Schritt (b) höher ist als die Temperatur des thermischen Druckkopfes beim Schritt (a) und das Zeitintervall beim Schritt (b) kürzer ist als das Zeitintervall beim Schritt (a); und wobei die Schritte (a) und (b) während eines einzigen Durchlaufs des thermischen Druckkopfes durchgeführt werden.
Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 1, wobei die erste (16) und die zweite (14) bilderzeugende Schicht im wesentlichen unabhängig voneinander angesteuert werden. Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 1, wobei die erste (16) und die zweite (14) bilderzeugende Schicht unabhängig voneinander angesteuert werden. Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 1, wobei das thermische Bildaufzeichnungselement (10) weiterhin ein Substrat (12) mit einer ersten und einer zweiten, gegenüber liegenden Oberfläche enthält, und die erste (16) und zweite (14) bilderzeugende Schicht von der gleichen Oberfläche des Substrats (12) getragen werden. Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 1, wobei das thermische Bildaufzeichnungselement weiterhin ein Substrat mit einer ersten und einer zweiten, gegenüber liegenden Oberfläche enthält, und mindestens eine der bilderzeugenden Schichten von der ersten Oberfläche des Substrats getragen wird und mindestens eine andere der bilderzeugenden Schichten von der zweiten Oberfläche des Substrats getragen wird. Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 1, wobei das thermische Bildaufzeichnungselement (20, 40) eine dritte unterschiedliche bilderzeugende Schicht (24, 50) enthält, und weiterhin enthaltend den Schritt

c. zumindest teilweises unabhängiges Ansteuern der dritten bilderzeugenden Schicht (24, 50) mit einem thermischen Druckkopf oder Druckköpfen, der (die) zur Erzeugung eines Bildes in der dritten bilderzeugenden Schicht (24, 50) konfiguriert ist (sind), dass durch Kontrolle der Temperatur des thermischen Druckkopfs oder der Druckköpfe, der (die) zur Erzeugung eines Bildes in der dritten bilderzeugenden Schicht (24, 50) konfiguriert ist (sind), und des Zeitintervalls, während dessen die thermische Energie in die dritte bilderzeugende Schicht (24, 50) eingebracht wird, ein Bild in der dritten bilderzeugenden Schicht (24, 50) erzeugt wird.
Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 6, worin das Aufzeichnungselement (40) weiterhin ein Substrat (42) mit einer ersten und einer zweiten, gegenüber liegenden Oberfläche enthält, und die erste (48) und die zweite (44) bilderzeugende Schicht von der ersten Oberfläche des Substrats (42) getragen werden, und die dritte bilderzeugende Schicht (50) von der zweiten Oberfläche des Substrats (42) getragen wird. Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 7, worin die erste (48) und die zweite (44) bilderzeugende Schicht mit einem ersten thermischen Druckkopf (56) von der gleichen Oberfläche des Bildaufzeichnungselements (40, 55) angesteuert werden und die dritte bilderzeugende Schicht (50) mit mindestens einem zweiten thermischen Druckkopf (58) von der gegenüber liegenden Oberfläche des Bildaufzeichnungselements (40, 55) angesteuert wird. Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 6, worin das Bildaufzeichnungselement (20) weiterhin ein Substrat (22) enthält und die erste (28), die zweite (26) und die dritte (24) bilderzeugende Schicht von derselben Oberfläche des Substrats (22) getragen wird. Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 9, worin die erste (28), die zweite (26) und die dritte (24) bilderzeugende Schicht von demselben thermischen Druckkopf in einem einzigen Durchlauf des Druckkopfes angesteuert wird. Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 9, worin die Aktivierungstemperatur der dritten bilderzeugenden Schicht (24) höher ist als die Aktivierungstemperatur der zweiten bilderzeugenden Schicht (26) und die Aktivierungstemperatur der zweiten bilderzeugenden Schicht (26) höher ist als die Aktivierungstemperatur der ersten bilderzeugenden Schicht (28). Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 1, worin mindestens eine der ersten oder der zweiten bilderzeugenden Schichten einen Leukofarbstoff in Kombination mit einem Entwickler enthält. Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 1, worin mindestens eine der bilderzeugenden Schichten eine Verbindung enthält, die intramolekular eine Farbe bildet. Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 1, worin die thermische Energie bei einer Temperatur von 50°C bis 450°C während eines Zeitraums von 0,01 bis 100 Millisekunden in die bilderzeugenden Schichten eingebracht wird. Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 1, worin mindestens eine der bilderzeugenden Schichten weiterhin ein thermisches Lösungsmittel enthält. Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 15, worin eine Vielzahl der bilderzeugenden Schichten jeweils ein thermisches Lösungsmittel enthält, wobei jedes thermische Lösungsmittel einen unterschiedlichen Schmelzpunkt hat. Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 1, worin mindestens eine der bilderzeugenden Schichten ursprünglich farblos ist und in ihr ein farbiges Bild erzeugt wird. Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 1, worin mindestens eine der bilderzeugenden Schichten ursprünglich farbig ist und in ihr ein weniger farbiges Bild erzeugt wird. Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 1, worin mindestens eine der bilderzeugenden Schichten ursprünglich eine erste Farbe aufweist und in ihr ein Bild einer zweiten Farbe erzeugt wird. Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 1, worin die in jede bilderzeugende Schicht eingebrachte Energie kontrolliert wird, indem ein oder mehrere Pulse elektrischen Stroms in mindestens ein Heizelement des Druckkopfes eingebracht werden, der so konfiguriert ist, dass während des Zeitintervalls zur Erzeugung eines Pixels eines Bildes in der Fläche der bilderzeugenden Schicht, während dessen er in thermischem Kontakt mit dem Heizelement steht, ein Bild erzeugt wird. Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 1, worin die thermische Energie, die mit dem Druckkopf, der so konfiguriert ist, dass ein Bild in der ersten bilderzeugenden Schicht erzeugt wird, in die erste bilderzeugende Schicht eingebracht wird, von einer ersten Spannung, die an dem Druckkopf angelegt wird, kontrolliert wird, wenn das Bild in der ersten bilderzeugenden Schicht erzeugt wird, und worin die thermische Energie, die mit dem Druckkopf, der so konfiguriert ist, dass ein Bild in der zweiten bilderzeugenden Schicht erzeugt wird, in die zweite bilderzeugende Schicht eingebracht wird, von einer zweiten Spannung, die an dem Druckkopf angelegt wird, kontrolliert wird, wenn das Bild in der zweiten bilderzeugenden Schicht erzeugt wird, wobei die erste und die zweite Spannung unterschiedlich sind. Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 1, worin die thermische Energie, die mit dem Druckkopf, der so konfiguriert ist, dass ein Bild in der ersten bilderzeugenden Schicht erzeugt wird, in die erste bilderzeugende Schicht eingebracht wird, von einer ersten Spannung, die an dem Druckkopf angelegt wird, kontrolliert wird, wenn das Bild in der ersten bilderzeugenden Schicht erzeugt wird, und worin die thermische Energie, die mit dem Druckkopf, der so konfiguriert ist, dass ein Bild in der zweiten bilderzeugenden Schicht erzeugt wird, in die zweiten bilderzeugende Schicht eingebracht wird, von einer zweiten Spannung, die an dem Druckkopf angelegt wird, kontrolliert wird, wenn das Bild in der zweiten bilderzeugenden Schicht erzeugt wird, wobei die erste und die zweite Spannung gleich sind. Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 1, worin die thermische Energie, die in mindestens eine der bilderzeugenden Schichten eingebracht wird, kontrolliert wird, indem das Zeitintervall zur Erzeugung eines einzelnen Pixels eines Bildes in einem Bereich der bilderzeugenden Schicht, die in thermischem Kontakt mit einem Heizelement des thermischen Druckkopfes steht, der so konfiguriert ist, dass ein Bild in der bilderzeugenden Schicht erzeugt wird, in eine Vielzahl von zeitlichen Subintervallen unterteilt wird; und indem das Heizelement mit einem einzelnen Spannungspuls während jeder Gruppe von zeitlichen Subintervallen, die aus der Vielzahl der zeitlichen Subintervalle ausgewählt sind, aktiviert wird, wobei das Verhältnis der Dauer der zeitlichen Subintervalle, während dem der Strom eingebracht wird, einen Wert zwischen 1% und 100% aufweist. Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 23, weiterhin umfassend die Schritte:

Unterteilung des Zeitintervalls zur Erzeugung eines einzelnen Pixels in einem Bereich der bilderzeugenden Schicht, die mit einem Heizelement des thermischen Druckkopfs in Kontakt steht, in ein erstes und ein zweites Zeitintervall, wobei das erste Zeitintervall kürzer als das zweite Zeitintervall ist;

wobei das Verhältnis der Dauer der zeitlichen Subintervalle, während der der Strom eingebracht wird, bei einem konstanten Wert p1 während des ersten Zeitintervalls und bei einem konstanten Wert p2 während des zweiten Zeitintervalls festgelegt wird, wobei p1 > p2.
Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 24, wobei das zweite Zeitintervall mindestens zwei Mal so lang ist wie das erste Zeitintervall. Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 24, wobei p1 mindestens zwei Mal so groß ist wie p2. Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 23, weiterhin umfassend die Schritte:

Unterteilung des Zeitintervalls zur Erzeugung eines einzelnen Pixels in einem mit einem Heizelement des thermischen Druckkopfs in Kontakt stehenden Bereich der bilderzeugenden Schicht in ein erstes, ein zweites und ein drittes Zeitintervall, wobei das erste Zeitintervall kürzer als das zweite Zeitintervall und das zweite Zeitintervall kürzer als das dritte Zeitintervall ist;

wobei das Verhältnis der Dauer der zeitlichen Subintervalle, während der der Strom eingebracht wird, bei einem konstanten Wert p1 während des ersten Zeitintervalls, bei einem konstanten Wert p2 während des zweiten Zeitintervalls und bei einem konstanten Wert p3 während des dritten Zeitintervalls festgelegt wird, wobei p1 > p2 > p3.
Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach einem der Ansprüche 23-27, wobei die an den Druckkopf oder die Druckköpfe angelegte Spannung auf einem konstanten Wert gehalten wird. Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach einem der Ansprüche 23-27, wobei jedes zeitliche Subintervall der Vielzahl der Subintervalle von gleicher Dauer ist. Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach einem der Ansprüche 23-27, wobei jedes zeitliche Subintervall der Vielzahl der Subintervalle von gleicher Dauer ist und die an den Druckkopf angelegte Spannung auf einem konstanten Wert gehalten wird. Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 1, worin die Aktivierungstemperatur der zweiten bilderzeugenden Schicht höher ist als die Aktivierungstemperatur der ersten bilderzeugenden Schicht. Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung, umfassend:

(a) Bereitstellen eines thermischen Bildaufzeichnungselements (20), enthaltend eine erste (28), eine zweite (26) und eine dritte (24) voneinander unterschiedliche bilderzeugende Schicht, die von derselben Oberfläche eines Substrats (22) mit gegenüber liegenden ersten und zweiten Oberflächen getragen werden;

(b) Eine erste Zwischenschicht (32), die zwischen der ersten (28) und der zweiten (26) bilderzeugenden Schicht angeordnet ist, und eine zweite Zwischenschicht (30), die zwischen der zweiten (26) und der dritten (24) bilderzeugenden Schicht angeordnet ist;

(c) Zumindest teilweises unabhängiges Ansteuern der ersten bilderzeugenden Schicht von einer Oberfläche des thermischen Bildaufzeichnungselements (20) mit einem thermischen Druckkopf, der so konfiguriert ist, dass durch Kontrolle der Temperatur des thermischen Druckkopfes, der zur Erzeugung eines Bildes in der ersten bilderzeugenden Schicht konfiguriert ist, und des Zeitintervalls, während dessen thermische Energie in die erste bilderzeugende Schicht (28) eingebracht wird, ein Bild in der ersten bilderzeugenden Schicht erzeugt wird; und

(d) Zumindest teilweises unabhängiges Ansteuern der zweiten bilderzeugenden Schicht (26) des Bildaufzeichnungselements (20) von der gleichen Oberfläche des Bildaufzeichnungselements mit einem thermischen Druckkopf durch Kontrolle der Temperatur des thermischen Druckkopfes und des Zeitintervalls, während dessen thermische Energie in die zweite bilderzeugende Schicht (26) eingebracht wird;

(e) Zumindest teilweises unabhängiges Ansteuern der dritten bilderzeugenden Schicht (24) des Bildaufzeichnungselements (20) von der gleichen Oberfläche des Bildaufzeichnungselements mit einem thermischen Druckkopf oder Druckköpfen durch Kontrolle der Temperatur des thermischen Druckkopfes oder der Druckköpfe und des Zeitintervalls, während dessen thermische Energie in die dritte bilderzeugende Schicht (24) eingebracht wird; und

wobei die Temperatur des thermischen Druckkopfes beim Schritt (d) höher ist als die Temperatur des thermischen Druckkopfs beim Schritt (c), und wobei das Zeitintervall beim Schritt (d) kürzer ist als das Zeitintervall beim Schritt (c).
Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 32, worin die erste (28), die zweite (26) und die dritte (24) bilderzeugende Schicht von demselben thermischen Druckkopf in einem einzigen Durchlauf des Druckkopfes angesteuert wird. Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 32, worin die Aktivierungstemperatur der dritten bilderzeugenden Schicht (24) höher ist als die Aktivierungstemperatur der zweiten bilderzeugenden Schicht (26) und die Aktivierungstemperatur der zweiten bilderzeugenden Schicht (26) höher ist als die Aktivierungstemperatur der ersten bilderzeugenden Schicht (28). Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 32, worin die zweite Zwischenschicht (30) dünner ist als die erste Zwischenschicht (31). Verfahren zur thermischen Vielfarben-Bildaufzeichnung nach Anspruch 32, worin mindestens eine der ersten (28), der zweiten (26) oder der dritten (24) bilderzeugenden Schichten eine Verbindung enthält, die intramolekular eine Farbe bildet. Thermisches Bildaufzeichnungselement, umfassend

(a) ein Substrat (22) mit einer ersten und einer zweiten, einander gegenüber liegenden Oberfläche;

(b) eine erste (28) und eine zweite (26) bilderzeugende Schicht, die von der ersten Oberfläche des Substrats (22) getragen werden, wobei die erste bilderzeugende Schicht (28) näher an der ersten Oberfläche des Substrats (22) angeordnet ist als die zweite bilderzeugende Schicht (26), und wobei die erste bilderzeugende Schicht (28) eine niedrigere Aktivierungstemperatur als die zweite bilderzeugende Schicht (26) hat;

(c) eine erste Zwischenschicht (32), die zwischen der ersten (28) und der zweiten (26) bilderzeugenden Schicht angeordnet ist;

(d) eine dritte bilderzeugende Schicht (24), die von der ersten Oberfläche des Substrats (22) getragen wird, wobei die dritte bilderzeugende Schicht (24) weiter entfernt von der ersten Oberfläche des Substrats (22) angeordnet ist als die zweite bilderzeugende Schicht (26) und eine höhere Aktivierungstemperatur als die zweite bilderzeugende Schicht (26) hat; und

(e) eine zweite Zwischenschicht (30), die zwischen der zweiten (26) und der dritten (24) bilderzeugenden Schicht angeordnet ist.
Thermisches Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 37, worin mindestens eine der ersten oder der zweiten Zwischenschichten (32, 30) ein inertes Material enthält. Thermisches Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 37, worin mindestens eine der ersten oder der zweiten Zwischenschichten (32, 30) ein Material enthält, welches nach Einwirkung von Hitze eine Phasenänderung durchläuft. Thermisches Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 37, worin die erste (28), die zweite (26) und die dritte (24) bilderzeugende Schicht jeweils eine Dicke von 0,5 bis 4,0 &mgr;m hat. Thermisches Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 37, worin mindestens eine der ersten (28), der zweiten (26) und der dritten (24) bilderzeugenden Schicht eine Dicke von 2 &mgr;m hat. Thermisches Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 37, worin die erste Zwischenschicht (32) eine Dicke von 1 bis 40 &mgr;m hat. Thermisches Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 37, worin die erste Zwischenschicht (32) eine Dicke von 14 bis 25 &mgr;m hat. Thermisches Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 37, worin die zweite Zwischenschicht (30) dünner ist als die erste Zwischenschicht (32). Thermisches Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 37, worin die erste bilderzeugende Schicht (28) eine Dicke von 0,5 bis 4 &mgr;m hat und einen Leukofarbstoff und ein Entwicklermaterial enthält, die jeweils einen Schmelzpunkt von 90°C bis 140°C haben, die zweite bilderzeugende Schicht (26) eine Dicke von 0,5 bis 4 &mgr;m hat und einen Leukofarbstoff und ein Entwicklermaterial enthält, die jeweils einen Schmelzpunkt von 150°C bis 250°C haben, und die dritte bilderzeugende Schicht (24) eine Dicke von 0,5 bis 4 &mgr;m hat und einen Leukofarbstoff mit einem Schmelzpunkt von mindestens 150°C und ein Entwicklermaterial mit einem Schmelzpunkt von mindestens 250°C enthält. Thermisches Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 37, worin die erste bilderzeugende Schicht (28) eine Dicke von 0,5 bis 4 &mgr;m hat und einen Leukofarbstoff und ein Entwicklermaterial enthält, die jeweils einen Schmelzpunkt von 90°C bis 140°C haben, die zweite bilderzeugende Schicht (26) eine Dicke von 0,5 bis 4 &mgr;m hat und einen Leukofarbstoff und ein Entwicklermaterial enthält, die jeweils einen Schmelzpunkt von 150°C bis 250°C haben, und die dritte bilderzeugende Schicht (24) eine Dicke von 0,5 bis 4 &mgr;m hat und eine Verbindung enthält, die bei einer Temperatur von mindestens 300°C innerhalb von 0,1 bis 2 Millisekunden intramolekular eine Farbe bildet. Thermisches Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 37, worin die Dicke des Substrats (42) geringer als 20 &mgr;m ist. Thermische Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 37, worin das Substrat (42) eine Dicke von 5 &mgr;m hat. Thermisches Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 37, worin mindestens eine der ersten (28), der zweiten (26) und der dritten (24) bilderzeugenden Schicht eine Verbindung enthält, die intramolekular eine Farbe bildet. Thermisches Bildaufzeichnungselement, enthaltend in Abfolge:

eine erste bilderzeugende Schicht (62), eine erste Verzögerungsschicht (70), eine Schicht eines Fixiermaterials (74), eine zweite Verzögerungsschicht (72) und eine zweite bilderzeugende Schicht (66).
Thermisches Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 50, worin die erste bilderzeugende Schicht (62) eine Schicht eines ersten Leukofarbstoffs in Kombination mit einer Schicht (64) eines sauren Entwicklermaterials mit einem Schmelzpunkt T7 enthält, wobei die zweite bilderzeugende Schicht (66) eine Schicht eines zweiten Leukofarbstoffs in Kombination mit einer Schicht (68) eines sauren Entwicklermaterials mit einem Schmelzpunkt T8 enthält, und wobei das Fixiermaterial (74) einen Schmelzpunkt T9 hat und T7 < T8 und T9 < T7 und T8 ist. Thermisches Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 50, worin die erste Verzögerungsschicht (70) dünner als die zweite Verzögerungsschicht (72) ist. Thermisches Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 50, weiterhin enthaltend eine dritte bilderzeugende Schicht (104), enthaltend eine Schicht eines dritten Leukofarbstoffs in Kombination mit einer Schicht eines sauren Entwicklermaterials mit einem Schmelzpunkt T10, wobei T10 > T7 und T8 ist. Thermisches Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 50, worin die erste Verzögerungsschicht (70) dünner als die zweite Verzögerungsschicht (72) ist. Thermisches Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 50, enthaltend in Abfolge:

eine erste Schicht eines entfärbenden Materials (92), eine erste bilderzeugende Schicht (82), eine erste Verzögerungsschicht (86), eine Schicht eines Fixiermaterials (90), eine zweite Verzögerungsschicht (88), eine zweite bilderzeugende Schicht (84) und eine zweite Schicht (94) eines entfärbenden Materials.






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