Γ Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "FOLHA DE TINTA CORANTE DE TRANSFERÊNCIA TÉRMICA E IMPRESSORA".
CAMPO DA TÉCNICA
A presente invenção refere-se a uma folha de tinta corante de transferência térmica, a um processo de fabricação da folha de tinta corante, e a uma impressora para uso com a folha de tinta corante. ANTECEDENTES E TÉCNICA ANTERIOR
A impressão por transferência térmica a partir de difusão de tinta corante é um processo bem conhecido no qual uma ou mais tinta corantes termicamente transferíveis são transferidas a partir das áreas selecionadas de uma folha de tinta corante para um material receptor por meio da aplica- ção localizada de calor para, assim, formar uma imagem. Imagens a cor po- dem ser produzidas desta maneira, por meio do uso das tintas corantes das três cores primárias: amarela, magenta e ciano. A impressão é convenien- temente realizada por meio da utilização de uma folha de tinta corante sob a forma de uma tira ou fita alongada de um substrato resistente ao calor, nor- malmente um filme de poliéster de politereftalato de etileno, que carrega uma pluralidade de conjuntos similares de diferentes revestimentos de tinta corantes coloridas, cada conjunto compreendendo um painel de cada cor de tinta corante (por exemplo, amarelo, magenta e ciano mais preto opcional), com os painéis estando sob a forma de discretas listras transversais que se estendem ao longo do comprimento da fita, e dispostas em uma seqüência repetida ao longo do comprimento da fita.
É desejável que uma impressora de transferência térmica por difusão de tinta corante possa determinar as características da folha de tinta corante colocada na mesma. As folhas de tinta corante podem vir em uma variedade de tipos e formas, que diferem entre si, por exemplo, quanto ao tipo de substrato com o qual as mesmas são adequadas para uso. Além dis- so, as folhas de tinta corante nominalmente do mesmo tipo produzido por diferentes fabricantes podem ter características diferentes.
Muitos esquemas que permitem às impressoras determinar as características de folhas de tinta corante particulares têm sido propostos. Estes incluem a colocação de informações em um cassete, fuso, ou mesmo na própria folha de tinta corante. As informações podem ser armazenadas de muitas maneiras diferentes: como um padrão ótico, mecânico, resistivo ou magnético; em um dispositivo de memória eletrônica que pode ser lido elétrica ou eletromagneticamente; por meio de fluorescência ou ressonância; hologramas, etc.
O fator comum em todos esses esquemas conhecidos é que as informações são incorporadas e/ou lidas por meio de algum dispositivo ou recurso adicional que existe somente para carregar ou ler as informações. Por exemplo, um dispositivo eletrônico de memória, conforme descrito na Patente U.S. N2 5 455 617, não só é relativamente caro, mas também requer montagem nos componentes de mídia, de programação, e nos componentes específicos da impressora a fim de acessar o mesmo.
A medição da intensidade de luz transmitida é comumente utili- zada em impressoras no sentido de localizar a posição de vários painéis co- nhecidos (vide, por exemplo, a Patente U.S. N- 4 496 955) ou, às vezes, pa- ra distinguir entre os tipos de mídia (vide, por exemplo, a Patente U.S. N- 6 778 200).
A Patente EP-A 956 972 apresenta uma folha de transferência térmica tendo uma pluralidade de painéis coloridos e marcas de identificação separadas, que podem ter diferentes transmissividades ou refletividades en- tre si.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Em um primeiro aspecto, a presente invenção provê uma folha de tinta corante de transferência térmica compreendendo um substrato que carrega uma região de uma tinta corante termicamente transferível, a região incluindo uma primeira porção imprimível dentro da região com uma primeira densidade ótica, uma segunda porção imprimível dentro da região, com uma segunda densidade ótica, a diferença entre as primeira e segunda densida- des óticas sendo detectável por um meio de detecção de uma impressora de folha de tinta corante, e uma terceira porção imprimível dentro da região com uma densidade ótica substancialmente igual a da primeira porção imprimível. Assim sendo, ao se variar a densidade ótica da tinta corante na região, as informações relativas à folha de tinta corante poderão ser encami- nhadas para uma impressora sem o uso de qualquer espaço adicional na folha.
Os presentes inventores descobriram que esta variação dentro
de uma região de tinta corante é possível, uma vez que a quantidade de tinta corante transferida durante a impressão é apenas muito pouco dependente do teor de tinta corante da folha de tinta corante. Sendo assim, é possível se produzir uma folha de tinta corante com variações de densidade ótica difíceis ou impossíveis de se ver na imagem impressa.
Em um outro aspecto, a presente invenção provê uma folha de tinta corante de transferência térmica compreendendo um substrato que car- rega uma região de uma tinta corante termicamente transferível, a região incluindo uma primeira porção imprimível dentro da região, com uma densi- dade ótica maior que a da segunda porção imprimível dentro da região, de modo que a diferença de densidade ótica entre a primeira e as segunda por- ções seja detectável por um meio de detecção de uma impressora de folha de tinta corante, porém não perceptível pelo olho humano nu. Visibilidade
É desejável que a variação de densidade ótica em uma folha de
tinta corante não seja visível a olho nu, uma vez que poderá se ter a impres- são de que a presença de um padrão irá degradar a imagem resultante.
Para uma primeira aproximação, a densidade ótica é proporcio- nal à quantidade de tinta corante em uma região, enquanto que a luz trans- mitida varia conforme o expoente. Por conseguinte, uma mudança relativa- mente pequena no teor de tinta corante poderá provocar uma mudança mui- to maior no sinal detectável. Por exemplo, uma mudança de uma densidade ótica de 2,0 a 2,1 é muito difícil de ver pelo olho, mas corresponde a uma diminuição de 20 % na intensidade de transmissão de luz. A densidade ótica é definida como IogIO (lo/l), em que I0 é a intensidade de luz incidental e I a intensidade de luz transmitida, que é inferior à maior absorção por parte da folha de tinta corante. Verificou-se que as variações de densidade ótica em uma região de tinta corante amarelo são menos perceptíveis ao olho humano do que, por exemplo, na região de tinta corante magenta, ciano ou preta. Portanto, de preferência a região de tinta corante com variação de densidade ótica é a amarela.
A visibilidade das variações de densidade ótica pode ser mais ainda reduzida ao se garantir que a proporção de mudança de densidade ótica entre as primeira e segunda porções seja gradual e não repentina. Por exemplo, a densidade ótica pode variar de um padrão em dente de serra ou senoidal na região.
Tal como referido anteriormente, as variações de densidade óti- ca, que são suficientes para uma impressora detectar, mas que não são per- ceptíveis ao olho humano são as preferidas. Isto pode ser atingido quando a diferença entre as densidades ótica máxima e mínima se encontra na faixa de 0,1 a 0,3. Em termos de delta E, é preferível que a mesma seja de 0,2 a 1,0, mais preferivelmente de 0,4 a 0,8. Forma e Padrão
A variação de densidade ótica pode assumir qualquer forma a- dequada e normalmente apresenta um padrão irregular. De preferência, e- xistem múltiplas porções de alta densidade ótica e múltiplas porções de bai- xa densidade ótica em uma região. Em uma modalidade preferida, as por- ções imprimíveis têm a forma de um código binário, normalmente expressa- do como uma seqüência de porções de alta e baixa densidades óticas que se estendem no sentido transversal ao longo do comprimento da folha de tinta corante, de tal modo que as regiões alta e baixa sejam seqüencialmen- te lidas por um detector à medida que a folha de tinta corante passa pela impressora.
A região de tinta corante é tipicamente um painel colorido de um formato, por exemplo, retangular. A folha de tinta corante geralmente suporta uma pluralidade de regiões de tinta corante transferíveis, tipicamente painéis coloridos, com painéis de amarelo, magenta, ciano e opcionalmente também preto para a produção de imagens coloridas. A folha de tinta corante de transferência térmica é conveniente- mente da forma de uma fita para uso em uma impressão por transferência térmica, compreendendo um substrato tendo sobre uma superfície do mes- mo uma pluralidade de seqüências repetidas de revestimentos de tinta co- rante (amarelo (Y)1 magenta (M), ciano (C) e, opcionalmente, preto (K)), sob a forma de discretas listras transversais que se estendem ao longo do com- primento da fita.
Assim, em um aspecto preferido, a presente invenção provê uma folha de tinta corante de transferência térmica, compreendendo uma faixa alongada de material de substrato tendo sobre uma superfície da mesma uma pluralidade de conjuntos similares de revestimentos de corante termi- camente transferíveis, cada conjunto compreendendo um respectivo reves- timento de cada cor de tinta corante, amarelo, magenta e ciano, cada reves- timento ou camada sendo da forma de uma listra discreta que se estende no sentido transversal com relação ao comprimento do substrato, com os con- juntos dispostos em uma seqüência repetida ao longo do comprimento do substrato, e sendo que pelo menos um dos revestimentos de tinta corante inclui uma primeira região de uma tinta corante termicamente transferível, a região incluindo uma primeira porção imprimível dentro da região com uma primeira densidade ótica, uma segunda porção imprimível dentro da região com uma segunda densidade ótica, a diferença entre as primeira e segunda densidades óticas sendo detectáveis por um meio de detecção em uma im- pressora de folha de tinta corante, e uma terceira porção imprimível dentro da região com uma densidade ótica substancialmente igual a da primeira porção imprimível.
Essa faixa alongada, ou fita, pode ter um revestimento de tinta corante (ou painel) com uma densidade ótica variada. Na prática, um reves- timento de tinta corante (ou painel), por conjunto de revestimentos de tinta corante, terá geralmente diferentes densidades óticas. Em outro aspecto, a presente invenção provê um processo para
a fabricação de uma folha de tinta corante de acordo com a presente inven- ção, no qual a diferença de densidade ótica é conseguida através da forma- ção de uma região de tinta corante com diferentes quantidades de tinta co- rante.
A quantidade de tinta corante varia convenientemente, ao se alterar a espessura de um revestimento de tinta corante durante sua fabrica- ção. Tipicamente, um revestimento de tinta corante é aplicado por meio de impressão com um cilindro rotogravura. A profundidade da água forte para rotogravura determina a espessura do revestimento, de modo que o padrão que carrega a informação possa ser incorporado à gravação de cilindro para fins de conveniência.
Em outro aspecto, a presente invenção provê uma impressora
de folha de tinta corante de transferência térmica compreendendo um meio detector para a detecção da variação de absorção de luz dentro de uma re- gião de tinta corante de uma folha de tinta corante de transferência, de acor- do com a presente invenção, quando inserido na impressora, um meio de comparação para a comparação da variação detectada a uma ou mais vari- ações armazenadas, e um meio de controle para a alteração do funciona- mento da impressora em resposta à variação detectada. Medição
A densidade ótica (OD) pode ser medida ao passar um feixe de luz através da folha de tinta corante e ao medir a sua atenuação por meio da folha de tinta corante. Os comprimentos de onda interrogativos devem estar em uma região de absorção da tinta corante. É particularmente preferido se usar diodos emissores de luz (LED) para esta finalidade, por exemplo, um azul para a detecção de um painel amarelo, um verde para a detecção de um painel magenta, e um vermelho para a medição de um painel ciano. Um painel preto poderia ser detectado usando-se qualquer um dos LEDs colori- dos acima, ou se o mesmo for composto de negro de fumo (ou outro pig- mento de absorção infravermelho), um LED emissor infravermelho poderá ser utilizado.
É conveniente usar uma disposição na qual uma montagem fon-
te se encontra em um dos lados da folha de tinta corante e uma montagem de detector se encontra no outro lado. É possível se ter uma fonte e um de- tector do mesmo lado, com um espelho provido de modo a refletir a luz de volta ao detector. No entanto, isto pode causar problemas, uma vez que a luz percorre a folha de tinta corante duas vezes e é, portanto, duplamente atenuada. Devido a isto, o sinal, com freqüência, se torna demasiadamente fraco para medir com precisão.
Os versados na técnica reconhecerão que a densidade OD ab- soluta da folha de tinta corante pode variar ao longo de uma ampla faixa sem afetar a integridade do código, uma vez que o código pode se manifestar como uma razão de densidade OD dentro do padrão. A densidade OD medida na máxima absorção é maior que a
medida nos comprimentos de onda ligeiramente removidos do máximo para um revestimento de tinta corante. Pode ser desejável a utilização desses outros comprimentos de onda, quer devido à existência de uma fonte lumi- nosa apropriada, ou a fim de reduzir a atenuação causada pela folha de tinta corante. Uma consideração importante é no sentido de corresponder a me- dição de transmissão na impressora às propriedades óticas das folhas de tinta corante de modo que as mesmas fiquem dentro de uma especificação aceitável.
Será também reconhecido que, embora os diodos emissores de luz provejam fontes de banda estreita convenientes, os mesmos, muitas ve- zes, produzem uma outra banda de saída na região infravermelha do espec- tro. Por esta razão, é altamente desejável se utilizar um detector que seja insensível ao infravermelho, pois, de outra forma, pode-se perder a discrimi- nação.
Pode também ser conveniente se utilizar um único detector com
múltiplas fontes de luz direcionadas para isso. As fontes podem ser ligadas, por seu turno, a fim de prover uma interrogação seqüencial de cores diferen- tes na folha de tinta corante. De maneira alternativa, é possível se utilizar uma fonte de luz de banda larga com múltiplos detectores seletivos de com- primento de onda. Utilização
Uma folha de tinta corante típica tem uma base de filme de poli- éster de politereftalato de etileno de cerca de 4,5 mícrons de espessura. De um lado, há normalmente um polímero reticulados com componentes de modo a melhorar a lubrificação e a manipulação durante o uso. Por outro lado, existem normalmente conjuntos de painéis de diferentes cores (Υ, M, C, K), cada qual compreendendo uma solução sólida de tinta corante no a- glutinante, a qual é transferível para um receptor incolor por meio da aplica- ção controlada de calor durante um processo de geração de imagem. Essa folha de tinta corante é devidamente provida em um carretei que normalmen- te contém 200 conjuntos de repetições de painel. Cada painel amarelo inclui uma disposição semelhante de porções de maior ou menor densidade ótica em conformidade com a presente invenção. A folha de tinta corante geral- mente pode, de outro modo, ser de uma construção e de materiais conven- cionais, conforme bem conhecido dos versados na técnica.
Em uso, uma folha de tinta corante é normalmente alimentada a partir de um material enrolado em um carretei e é retomada, após uso, em um segundo carretei. Para ler as informações da folha de tinta corante, a mesma deverá passar por um detector.
Por exemplo, depois de uma folha de tinta corante ser carregada para a impressora, uma parte do procedimento de instalação (por exemplo, fechar a tampa) poderá desencadear o processo de detecção, o qual pode ser realizado por meio de um enrolamento direto em uma seqüência comple- ta, perdendo, assim, uma unidade de repetição da folha de tinta corante. Sendo assim, é feita apenas uma única checagem no início de uma nova folha de tinta corante. De maneira alternativa, depois de a folha de tinta corante ser
carregada, opcionalmente também em algumas outras vezes, a folha de tinta corante poderá ser enrolada para frente de modo a confirmar a sua identida- de e, em seguida, enrolada novamente, de modo que nada seja desperdiça- do. Este seria um processo relativamente lento, devido à necessidade de se enrolar a folha de tinta corante em ambos os sentidos.
Preferencialmente, a impressão é feita de um modo normal en- quanto, simultaneamente, se faz o monitoramento da densidade ótica da folha de tinta corante. Quando o sinal da folha de tinta corante não corres- ponde a nenhum padrão conhecido, o ciclo de impressão é tipicamente abor- tado. Esta é o uso mais simples da presente invenção, e, no caso de a folha de tinta corante ser rejeitada pela impressora, a mesma limitará o material perdido a uma unidade de folha de tinta corante e ao receptor.
A presente invenção será a seguir descrita em mais detalhes, a título de exemplo, com referência aos desenhos em anexo, nos quais:
A Figura 1 mostra parte de uma impressora de transferência térmica, de acordo com a presente invenção; A Figura 2 mostra uma parte do comprimento de uma folha de
tinta corante para uso na impressora da Figura 1, e
A Figura 3 mostra uma típica resposta de sensor quando a folha de tinta corante da Figura 2 é passada por um detector.
Com referência à Figura 1, a impressora possui dois rolos espa- çados 2, 3 para a orientação de uma folha de tinta corante 1 em sua passa- gem de um carretei de suprimento 1a para uma bobina de recolhimento 1b. A folha de tinta corante 1 passa entre um rolo 5 e um cabeçote de impressão térmica, não mostrados. Em sua utilização, uma folha receptora 4 (por e- xemplo, um papel ou cartão) é posicionada entre o rolo 5 e a folha de tinta corante 1 a fim de receber uma imagem impressa sobre a folha 4 por meio da ativação do cabeçote de impressão (não mostrado), que, em uso, é pres- sionado contra a folha de tinta corante 1.
A impressora compreende ainda um meio detector dotado de uma fonte de luz na forma de um LED 6 que emite luz azul, e um detector 7. O LED 6 é posicionado acima do plano de transporte da folha de tinta coran- te 1 e o detector 7 é posicionado abaixo do plano de transporte da folha de tinta corante 1. O comprimento de onda da luz emitida pelo LED 6 é da faixa de 460 a 480 nm.
A impressora tem ainda um meio para a determinação da dis- tância movida pela folha de tinta corante durante a sua passagem através da impressora a partir da bobina de suprimento 1a para a bobina de recolhi- mento 1b. Este é tipicamente um sensor para detectar a rotação de uma das bobinas ou cilindros de guia, juntamente com um meio de controle, que con- verte os pulsos do sensor em um deslocamento da folha de tinta corante.
Um comprimento representativo da folha de tinta corante 1 é mostrado na Figura 2. A folha de tinta corante 1 compreende um substrato de poliéster com painéis de impressão de cobertura amarelo (Y), magenta (M), ciano (C), preto (K) e transparente (O) dispostos em série ao longo do comprimento da folha de tinta corante 1. Este conjunto de cinco painéis de impressão se repete ao longo do comprimento da folha de tinta corante. Dentro de cada painel amarelo existem barras transversais de maior densi- dade OD (8) que formam um padrão binário que codifica o formato e as pro- priedades nominais da folha de tinta corante.
Quando a folha de tinta corante 1 está localizada na impressora e é transportada a uma velocidade e posição adequadas, a luz azul da fonte 6 passa através da folha de tinta corante e é detectada pelo detector 7, de modo que a saída elétrica do detector seja representativa do grau de atenu- ação e, por conseguinte, da absorção de luz, do painel de impressão Y e, portanto, do revestimento de tinta corante.
A Figura 3 ilustra um código binário de sete bits e, especifica- mente, como o sinal do detector 7 aparece a um meio de comparação (não mostrado) na impressora. A magnitude do sinal do detector 7 é usada para computar a razão de absorção de luz do painel de impressão amarelo Y, conforme indicado no eixo geométrico vertical na Figura 3. Esta razão de absorção de luz é alimentada para o meio comparador programado para ex- trair o padrão binário representado pela variação de densidade OD. Isto a- contece em função da detecção da transição nas posições 9 e 10 a partir do nível 11 para o nível 12. Em seguida, o meio comparador usa esses níveis medidos de modo a definir os limites 13 e 14, os quais, então, definem se uma razão posteriormente medida no mesmo painel representa um binário 1 ou um binário 0.
Quando o padrão coincide com um dos códigos pré-programados
na impressora, a impressora, então, ajustará o a sua operação de modo a oferecer melhores resultados, de acordo com os parâmetros pré-programa- dos para este código. Quando a folha de tinta corante não é reconhecida, a
mesma é rejeitada.
Exemplo
Um filme de poliéster pré-revestido, orientado no sentido biaxial, (K206E6F da Diafoil), com 4,5 μιτι de espessura, pré-revestido em um lado com uma camada de base (priming) adesiva, foi revestido no lado oposto à camada de base com um contra-revestimento resistente a altas temperatu- ras, tal como descrito na Patente EP 703865A. A superfície de base foi re- vestida com uma solução contendo: 122g de tetrahidrofurano, 6,3 g de poli (vinil butiral) grau BX-1 da Sekisui, 1,6 g de Ethocell ECTIO® da Aqualon, 3,6 g de água desionizada, 3,8 g de Terenix Amarelo F7GDL®, 2,5 g de Waxoli- ne amarelo GFW®. O revestimento foi aplicado à partir de um cilindro roto- gravura, que foi gravado a água forte de modo a imprimir barras transversais de uma profundidade progressivamente maior. A densidade ótica de trans- missão resultante, conforme medida em um densitômetro Sakura PDA65® a 440 nm foi como segue:
Amostra OD de fundo OD Padrão Δ OD 1 1,90 2,09 0,19 2 1,93 2,23 0,30 3 1,94 2,34 0,40 4 1,94 2,45 0,51 1,95 2,55 0,60 6 1.96 2,63 0,67 7 1.93 2,63 0,70
Essas amostras foram unidas na folha de tinta corante de uma
impressora Pebble feita pela Evolis (Pebble é uma marca comercial) no lugar dos painéis amarelos. Esta impressora foi projetada para imprimir diretamen- te na superfície de um cartão de transação de policloreto de vinila (PVC) (compreendendo um núcleo de PVC com um revestimento constituído pre- dominantemente de um copolímero de cloreto de vinila / acetato de vinila (com uma razão em peso de aproximadamente 95:5, respectivamente)), im- presso em conformidade com uma imagem uniforme cinza médio utilizando uma folha de tinta corante modificada.
Os painéis foram avaliados quanto à visibilidade do padrão a olho nu na folha de tinta corante não utilizada e na imagem impressa. A ca- pacidade do sensor na impressora para detectar a variação (utilizando um LED azul centralizado em 468 nm) foi também verificada. Os resultados fo- ram os seguintes:
Amostra Visível na folha de tinta corante OD de Fundo OD Padrão Delta E Sinal de Impressora 1 Não 0,45 0,455 0,43 14% 2 Pouco visível 0,480 0,485 1,05 25 % 3 Visível _ _ 1,25 35 % 4 Visível _ _ 1,93 36% Visível _ _ 2,32 40% 6 Visível 0,4675 0,4725 2,63 45 % 7 Visível 0,4675 0,475 2,14 43%
Verificou-se que a menor variação (amostra 1), foi facilmente
detectada tanto pela impressora como abaixo do limite aceito (delta E menor que 1) para a detecção a olho nu em todas as formas. A variação de cor não ficou aparente nem na fita ou na imagem impressa.