DE3710183A1 - Vorrichtung fuer laser-transferdruck - Google Patents

Vorrichtung fuer laser-transferdruck

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Description

Aus der GB-A-21 73 452 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren für Laserdruck bekannt. Verwendet wird dabei ein Druckträger, z.B. ein Blatt Papier, dessen Oberfläche mit sog. Mikrokapseln bereits vor Verwendung desselben beschichtet ist. Diese Mikro­ kapseln enthalten eine als Druckfarbe verwendete Tinte. Sobald eine solcher Mikrokapseln von der Strahlung eines Lasers ge­ troffen wird, wird diese Kapsel aufgebrochen, sofern die auf­ treffende Laserstrahlung eine gewisse Mindestenergie hat. Es kann vorgesehen sein, daß die in der Kapsel enthaltene Tinte für diese Laserstrahlung derart absorbierend ist, daß die Laserstrahl-Energie von dieser Tinte aufgenommen wird. Eine Alternative ist, daß das Material der Wand der Kapsel derartige Laserstrahlungs-Absorption aufweist. Es ist auch bereits ange­ geben worden, solches Material für die Wand der Kapsel zu ver­ wenden, daß bei Auftreffen der Laserstrahlung eine solche chemische Reaktion ablaufen läßt, daß das Aufbrechen der Kapseln mit einem Minimum an Strahlungsenergie zu erzielen ist.
Das Druckverfahren kann ohne Verwendung von Druckbuchstaben- Masken in der Weise durchgeführt werden, daß die einzelnen Buchstaben matrixartig durch den entsprechend gesteuerten fokussierten Laserstrahl punktweise zusammengesetzt werden.
Die obengenannte Druckschrift weist auch auf die Möglichkeit des Mehrfarbenfarbdruckes hin. Für diesen Zweck sind Mikro­ kapseln mit Tinte in wahlweise verschiedener Farbe gefüllt, z.B. sind verteilt Mikrokapseln mit darin enthaltener roter Tinte und solche mit darin enthaltener grüner Tinte. Dabei wird Laserstrahlung mit verschiedenen Wellenlängen verwendet und es sind solche Mikrokapseln vorgesehen, die je nach der in ihnen enthaltenen Farbe selektiv auf eine jeweilige Wellenlänge der Laserstrahlung ansprechen.
In der US-A-33 51 948 ist für Mehrfarbendruck mit Mikrokapseln vorgesehen, daß die Mikrokapseln der verschiedenen Farben, jede Farbe für sich, zeilenweise angeordnet sind. Für den Druck in der jeweiligen Farbe wird dann die jeweilige Zeile mit der Laserstrahlung angesteuert.
Aus der US-A- 35 70 380 ist bereits seit langer Zeit die Ver­ wendung eines Farbbandes auch für Transferdruck bekannt. Der Druckträger, z.B. Papier und dieses Farbband werden zumindest im vorgesehenen Druckbereich miteinander in flächenmäßige Be­ rührung gebracht. Auf das Farbband auftreffende Intensität be­ wirkt, daß in dem Farbband enthaltener Druckfarbstoff auf den Druckträger übertragen wird. Dieses Farbband ist für Einfarben- Druck verwendbar. Farbbänder sind auch in in jüngeren Druck­ schriften beschriebenen Vorrichtungen verwendet worden. Für einen Thermo-Transferdrucker (JP-A-58-1 10 270) ist bereits die Verwendung mehrfarbigen Farbbandes vorgesehen worden, und zwar so wie dies von üblichen Schreibmaschinen her bekannt ist, in denen Farbbänder mit parallel laufenden Streifen unterschied­ licher Farbe, z.B. schwarz und rot, verwendet werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, solche Maßnahmen bzw. eine solche Vorrichtung für Laser-Transferdruck anzugeben, die mit nicht notwendigerweise speziell präpariertem Druck­ träger, z.B. mit normalem Papier, arbeitet, die hohe Druck­ geschwindigkeit ermöglicht und hohe Deckungsgenauigkeit für Mehrfarbendruck gewährleistet. Die Erfindung soll es entbehr­ lich machen, eine nachträgliche Behandlung (Entfernen für den Druck nicht verwendeter Druckfarbe) durchführen zu müssen.
Diese Aufgabe wird mittels einer Vorrichtung für Laser-Trans­ ferdruck mit wenigstens einer Laser-Strahlquelle für die Erzeuger (jeweils) eines fokussierten Laserstrahls, mit einer elektrischen Ansteuereinrichtung für diese Strahlquelle und deren Laserstrahl, mit einer Aufnahme für einen Druckträger, z.B. Papier in Blatt- oder Rollenform, mit einer Aufnahme für ein Farbband, das als Träger für wenigstens einen Druckfarb­ stoff dient, mit einer Andruckeinrichtung, zwischen der das Farbband und der Druckträger aufeinandergedrückt werden, wobei diese Einrichtung einen für den jeweiligen Laserstrahl durch­ lässigen Anteil hat, gelöst und wobei dieses Farbband eine Trägerfolie ist, die mit Mikrokapseln beschichtet ist, wobei die Trägerfolie für die eine oder mehreren verwendeten Laser­ wellenlängen transparent ist. Die Mikrokapseln enthalten den Druckfarbstoff. Im Falle des Mehrfarbendruckes sind mit jeweils verschiedenfarbigem Druckfarbstoff gefüllte Mikrokapseln vorhanden, die über die Fläche der Trägerfolie des Farbbandes verteilt sind. Die Verteilung kann eine zufällige oder eine nach einem Muster geordnete sein. Zum Beispiel kann letzteres ein Zeilenmuster sein.
Mit einer solchen Vorrichtung läßt sich ein Drucken durchfüh­ ren, bei dem im einmaligen Druckgang auch Mehrfarbendruck ausgeführt werden kann. Dies hat nicht nur den Vorteil, daß eine hohe Druckgeschwindigkeit erreicht werden kann, sondern auch die Deckung der einzelnen Farbbilder ist nicht von einer wiederholten Justierung bzw. Positionierung des Druckträgers und der Laserstrahl-Ansteuerung abhängig.
Die auf dem Farbband bzw. deren Trägerfolie befindlichen Mikro­ kapseln können außer dem Farbstoff (der jeweiligen Farbe) auch noch einen Absorberstoff enthalten, der dazu beiträgt, daß auf eine jeweilige Mikrokapsel gerichtet auffallende, fokussier­ te Laserstrahlung schon bei relativ geringer Intensität be­ wirkt, daß diese Mikrokapsel zum Zwecke des Druckens aufgebro­ chen wird, zerplatzt oder dgl. Zusätzlich oder alternativ kann auch vorgesehen sein, daß die Wand der Mikrokapsel aus einem solchen Material besteht, das Absorberwirkung für die Laser­ strahlung hat.
Die Mikrokapseln können zusätzlich zu dem Druckfarbstoff eine solche chemisch reaktive Substanz enthalten, die bei der vor­ gesehenen Bestrahlung eine Reaktion ermöglicht, die mehr Ener­ gie freisetzt, als in dieser reaktiven Substanz an Strahlungs­ energie absorbiert worden ist. Es kann vorgesehen sein, daß dieser Vorgang wellenlängenabhängig ist.
Für Mehrfarben-Druck kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, daß Laserstrahlungsquellen mit voneinander unterschiedlichen Wellenlängen verwendet werden und solche Absorberstoffe benutzt werden, die selektiv auf eine der jeweiligen Wellenlängen an­ sprechen. Mit der Strahlung einer bestimmten Laserwellenlänge kann dann eine bestimmte Druckfarbe angesteuert werden, deren jeweils zugehörige Mikrokapseln zum Zerplatzen gebracht werden. Es erfolgt dann ein Drucken am jeweiligen Ort in dieser Farbe. Problemlos können auf diese Weise selektiv praktisch am selben Ort gleichzeitig mehrere Farben zum Drucken gebracht werden, mit dem Ergebnis, daß der Druckpunkt die entsprechende Mischfarbe hat.
Besonders geeignet zur Realisierung der Erfindung sind Laser­ dioden als Laser-Strahlquelle. Zur Verfügung stehen Ga-As-Laser­ dioden mit 0,81 µm Wellenlänge und InGaAsP-Laserdioden mit 1,3 und 1,6 µm Wellenlänge.
Es kann auch vorgesehen sein, daß das Farbband mit in dichter Zeilenfolge angeordneten Mikrokapseln der jeweils einen Farbe beschichtet ist. Für Mehrfarbendruck ist es dann erforderlich, für den Druck der jeweiligen Farbe die betreffende Farbzeile auf dem Farbband zu treffen.
Fig. 1 zeigt eine einfache Vorrichtung für vorzugsweise Ein­ farbendruck. Mit 1 ist der Druckträger, z.B. Papier, bezeich­ net. Mit 2 ist ein Stück des erfindungsgemäß verwendeten Farb­ bandes mit einer Trägerfolie 3 und der darauf befindlichen Schicht 4 mit Mikrokapseln bezeichnet. Diese Schicht 4 mit den Mikrokapseln ist der Druckoberfläche des Druckträgers 1 zuge­ wandt. Die Andruckeinrichtung besteht aus einem für die noch zu beschreibende Laserstrahlung transparenten Körper 5 und einer Gegenfläche 6 z.B. einer Walze.
Mit 7 ist ein Laserdioden-Array bezeichnet. Es genügt, wenn dieses Array eine lineare Anordnung von Laserdioden ist. Mit 8 ist ein Kondensor und mit 9 eine Abbildungsoptik bezeichnet. Die Strahlen der randständigen Laserdioden dieses Arrays sind in der Figur mit 10 und 11 bezeichnet dargestellt. Mit 12 ist die elektrische Ansteuerung bezeichnet. Je nachdem welche der Laserdioden des Arrays angesteuert wird, wird ein jewei­ liger eng begrenzter Bereich (dot) in der Schicht 4 der Mikro­ kapseln bestrahlt. Die Absorption der die betreffenden Mikro­ kapseln treffenden Laserstrahlung führt zur Zerstörung der Mikrokapseln und zur Abgabe und Übertragung des in diesen Mikrokapseln enthaltenen Druckfarbstoffes auf die Oberfläche des Druckträgers.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vor­ richtung, die speziell für Mehrfarbendruck ausgebildet ist. Der Druckträger, z.B. Papier, ist wieder mit 1 bezeichnet. Das Farbband ist mit 2 bezeichnet und berührt das Papier zumindest am Ort P des augenblicklich durchzuführenden Druckvorganges. Die die Mikrokapseln 41 enthaltende Schicht auf der Trägerfolie 3 ist wieder mit 4 bezeichnet. Für den Mehrfarbendruck enthal­ ten die Mikrokapseln 41 jeweils voneinander unterschiedlich farbige Druckflüssigkeit. Die verschiedenfarbigen Mikrokapseln sind z.B. gemischt dicht benachbart verteilt.
Mit 5 ist ein transparentes Andruckteil der Andruckeinrichtung bezeichnet.
Die Optik ist insgesamt mit 21 bezeichnet. Sie umfaßt drei Laserarrays 22, 23 und 24, die voneinander verschiedene Wellen­ längen λ 1, λ 2, λ 3 des jeweils ausgesandten Laserstrahles haben. Zum Beispiel sind bei dieser Ausführungs­ form der Fig. 2 solche verschiedenfarbigen Mikrokapseln 41 verwendet, die selektiv auf die verschiedenen Wellenlängen λ 1, λ 2 oder λ 3 ansprechen. Zum Beispiel können mittels eines Laserstrahles des Laserdiodenarrays 22 mit der Wellenlänge λ 1 nur Magenta-farbige Farbstoff-Mikrokapseln zum Zerplatzen gebracht werden. Mikrokapseln mit gelbem Farb­ stoff sprechen z.B. nur auf einen Strahl der Wellenlänge λ 2 an. Entsprechendes gilt für Mikrokapseln der Farbe Cyan, die auf den Laserstrahl mit der Wellenlänge λ 3 ansprechen.
Der Übersichtlichkeit halber sind die auch hier verwendeten An­ steuereinrichtungen für die einzelnen Laserdiodenarrays 22 bis 24 nicht dargestellt.
Fig. 3 zeigt in erheblich vergrößerter Darstellung das Farb­ band 2 mit den in der Schicht 4 angeordneten Mikrokapseln 41. Die Buchstaben Y, M und C geben die jeweilige Farbe des in der betreffenden Mikrokapsel 4 enthaltenen Druckfarbstoffes an und stehen für die bekannten Komplementärfarben Yellow, Magenta und Cyan. Der auf die Schicht der Mikrokapseln 41 fokussiert auf­ fallende Laserstrahl des Laserdiodenarrays 23 mit der Wellen­ länge λ 1 kann nur Mikrokapseln mit der Farbe Magenta zum Zerplatzen bringen. Dieses Ergebnis ist in der Fig. 3 darge­ stellt. Die auslaufende, magenta-farbige Flüssigkeit 25 benetzt bzw. färbt am betreffenden Ort P das Papier, womit ein Druck­ punkt (dot) mit dieser Farbe erzeugt ist.
Die Wiedergabe der Farbe "schwarz" kann verbessert werden, wenn hierfür zusätzliche Mikrokapseln mit schwarzer Druckfarbe vor­ gesehen werden.
Fig. 4 zeigt die jeweilige spektrale Absorption Y, M und C der Farbstoffe Yellow, Magenta und Cyan. Außerdem enthält die Fig. 4 die Laser-Wellenlängenbereiche λ 1, λ 2 und λ 3 für entsprechende Diodenlaser. Es werden selektive Absorber­ stoffe verwendet, die auf die jeweilige Wellenlänge λ 1 oder λ 2 oder λ 3 ansprechen und deren Absorptions­ spektrum mit A 1, A 2 und A 3 bezeichnet wiedergegeben sind. Zum Beispiel eignet sich Kupfer-II-Chlorid als Absorberstoff für die Wellenlänge λ 1 der Gallium-Aluminiumarsenid-Laser­ diode. Mit der Strahlung dieser Laserdiode kann dann eine Mikrokapsel 41 derjenigen Farbe zum Platzen gebracht werden, in der dieser Absorberstoff mit dem Absorptionsspektrum A 1 enthal­ ten ist. Zum Beispiel ist dies in Fig. 3 die Farbe Magenta.
Die Mikrokapseln 41 mit den darin enthaltenen verschiedenfarbi­ gen Druckfarbstoffen können auf dem Farbband 2 bzw. auf dessen Trägerfolie 3 auch hinsichtlich der einzelnen Farben in einem Muster angeordnet verteilt sein. Dieses Muster können nach Farben geordnet periodisch aufeinanderfolgende, parallele Zei­ len sein. Es können dann die Mikrokapseln einer jeweiligen Farbe von der Laserstrahlung angesteuert werden, ohne daß es wellenlängenselektiver Maßnahmen bedarf. In diesem Falle genügt dann ein Laserdioden-Array mit einer Wellenlänge, um alle Far­ ben, d.h. alle Zeilen aufeinanderfolgend anzusteuern. Es können aber auch dennoch für z.B. drei Farben drei Laserdioden-Arrays vorgesehen sein, von denen ein jedes Array die Zeilen der je­ weils zugeordneten Farbe ansteuern. Damit kann der Mehrfarben­ druck auch simultan durchgeführt werden. Ein Vorteil einer sol­ chen Ausführungsform ist, daß es für die Mikrokapseln entbehr­ lich ist, daß diese nur selektiv auf (verschiedene) Wellenlän­ genbereiche der fokussiert auftreffenden Laserstrahlung an­ sprechen. Es genügt also, einen einzigen Absorberstoff vorzu­ sehen.

Claims (9)

1. Vorrichtung für Laser-Transferdruck mit wenigstens einer Laserstrahlquelle (7; 22, 23, 24) für fokussierten Laserstrahl,
mit wenigstens einer elektrischen Ansteuereinrichtung (12),
mit einer Aufnahme für einen Druckträger (1),
mit einer Aufnahme für ein Farbband (2),
mit einer Andruckeinrichtung (5, 6), zwischen der das Farbband (2) und der Druckträger (1) aufeinandergedrückt werden,
wobei diese Andruckeinrichtung einen für die Laserstrahlen (10, 11; λ 1, λ 2, λ 3) durchlässiges Teil (5) hat, und
wobei das Farbband (2) eine mit einer Schicht (4) mit Mikro­ kapseln (41) beschichtete Trägerfolie (3) ist, die Trägerfolie (3) für die verwendete Laserwellenlänge (λ 1, g 2, λ 3) transparent ist und die Mikrokapseln (41) den (jeweiligen) Druckfarbstoff enthalten.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Mikrokapseln (41) außerdem auch einen (jeweiligen) Absorberstoff für die Laserstrahlung enthalten.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Material der Wand einer jeweiligen Mikrokapsel (41) als Absorberstoff wirksam ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß das Farbband (2) Mikrokapseln (41) enthält, die mit vonein­ ander verschiedenen Druckfarbstoffen gefüllt sind und hinsicht­ lich der einzelnen Farben (Y, M, C), in der Schicht (4) fein verteilt sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß der in einer jeweiligen Mikrokapsel (41) enthaltene Druck­ farbstoff (Y, M, C) ein für Laserstrahlung eines jeweiligen Wellenlängenbereiches (λ 1, λ 2, λ 3) absor­ bierend wirkender Druckfarbstoff ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß in einer Mikrokapsel (41) eines jeweiligen Farbstoffes (Y, C, M) zusätzlich ein jeweils selektiver Absorberstoff enthalten ist, der auf Laserstrahlung eines jeweiligen Wellenlängenbe­ reiches (λ 1, λ 2, λ 3) anspricht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch , daß das Material der Wandung einer Mikrokapsel (41) eines je­ weiligen Farbstoffes (Y, C, M) für Laserstrahlung eines jeweiligen Wellenlängenbereiches (λ 1, λ 2, λ 3) selektiv absorbierend wirksam ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet dadurch , daß Mikrokapseln (41), die mit voneinander verschiedenen Farb­ stoffen (Y, M, C) gefüllt sind, hinsichtlich der Farbe (Y, M, C) des enthaltenen Druckfarbstoffes in einem Muster mit periodisch abwechselnder Anordnung angeordnet sind und die einzelnen Farben mit der Laserstrahlung angesteuert werden.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet dadurch , daß die Mikrokapseln (41) hinsichtlich der Farbe (Y, M, C) des enthaltenen Druckfarbstoffes in periodisch abwechselnd aufein­ anderfolgenden parallelen Zeilen angeordnet sind und diese ver­ schiedenfarbigen Zeilen mit der Laserstrahlung angesteuert werden.
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