DE4339216A1 - Termosensitiver Aufzeichnungsträger für farbige Darstellungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Aufzeichnungsträger für farbige Darstellungen (Texte, Grafiken und Bilder). Je nach Ausführung kann dieser Aufzeichnungs­ träger einmalig oder mehrmals verwendet werden. Als Trägermaterial kann Papier, Kunststoff, Metall, Keramik usw. verwendet werden, auf welches in weiteren Prozeßschritten verschiedene Schichten aufgetragen werden. Eine dieser Schichten verändert ihren optischen Zustand als Folge einer Erwärmung auf eine bestimmte Temperatur und nachfolgender Abkühlung auf Raumtempe­ ratur.

Ein häufig verwendeter Aufzeichnungsträger für farbige Darstellungen ist Farb- Fotopapier. Dieses besteht aus einem Trägermaterial, üblicherweise Papier, auf welchem drei übereinanderliegende Schichten angeordnet sind, von denen jede einzelne unterschiedliche spektrale Empfindlichkeiten aufweist. Wird auf ein solches Medium ein farbiges Bild projiziert und nachfolgend einer chemischen Behandlung unterzogen, so entsteht entweder ein positives oder negatives Abbild.

Wegen der hohen Empfindlichkeit darf ein solcher Aufzeichnungsträger bis zum Abschluß der chemischen Behandlung nicht dem Einfluß von Licht ausgesetzt sein. Diese Eigenschaft schränkt die Anwendung derartiger Medien in vielen Fällen ein. Ein weiterer Nachteil ist, daß solche Aufzeichnungsträger nur einmal benutzt werden können.

Ein anderes Beispiel für ein Medium zur Darstellung von Text und Grafik, ist thermosensitives Papier, wie es in Telefaxgeräten und Thermodruckern zur Anwendung kommt. Solche Medien bestehen üblicherweise aus einen Papier­ träger, auf welchem eine thermosensitive Schicht aufgebracht ist, die durch die Einwirkung von Kontakt- oder Strahlungswärme ihren optischen Zustand ändert. Ein wichtiger Vorteil solcher Medien ist die geringe Empfindlichkeit gegenüber normalen Beleuchtungsstärken, wie sie normalerweise in Räumen bestehen. Weiterhin sind thermosensitiven Schichten bekannt, die eine mehrfache Benut­ zung des Aufzeichnungsträgers erlauben [1]. Bis jetzt damit aufgebaute Anzei­ gen heben jedoch den Nachteil, daß sie nur monochrome (normalerweise schwarz-grau-weiß) Darstellungen erlauben.

Eine mögliche Ausführungsform für einen Aufzeichnungsträger für farbige Darstellungen ist in [2] vorgeschlagen und wird hier in Verbindung mit Fig. 1(a) und Fig. 1(b) erläutert. Hierbei werden auf einem Träger 1 durch eine Farb­ schicht 2 die drei Farben rot, grün und blau in einem regelmäßigen geordneten Mosaik, wie in Fig. 1(b) gezeigt, aufgebracht. Über dieser Farbschicht 2 ist eine thermosensitive Schicht 3 aufgebracht, die sieh je nach vorangegangener thermischer Behandlung im transparenten, opaken oder dazwischen liegenden Zustand befinden kann. Falls erforderlich kann über der thermosensitiven Schicht 3 eine weitere transparente Schicht 4 angeordnet sein, welche die thermosensitive Schicht 3 gegen mechanische Beanspruchung schützt.

Dieser vorgeschlagene Aufzeichnungsträger soll wie nachfolgend beschrieben angewendet werden. Im Grundzustand des Aufzeichnungsträgers befindet sieh die thermosensitive Schicht 3 voll im Opakzustand, wodurch das Blatt weiß erscheint. Soll ein schwarzes oder graues Bild vor weißem Hintergrund erzeugt werden, so werden in den Bereichen, die schwarz oder grau erscheinen sollen, die über allen Mosaikpunkten liegenden thermosensitiven Bereiche durch thermische Behandlung vollständig oder teilweise in den Transparentzustand versetzt. Zur Erzeugung eines farbigen Bildes werden die über den entsprechen­ den farbigen Mosaikpunkten liegenden thermosensitiven Bereiche ganz oder teilweise in den Transparentzustand geschaltet. Dabei werden beliebige Farben durch entsprechende Kombination aus den drei Grundfarben hergestellt.

Dieser in [2] beschriebene Aufzeichnungsträger hat den Nachteil, daß bei der thermischen Behandlung zur Erzeugung farbiger Darstellungen die über den einzelnen Mosaikpunkten liegenden thermosensitiven Bereiche genau getroffen werden müssen. In [2] wird vorgeschlagen, diese Ortsbestimmung durch ein am Rand oder auf der Rückseite des Aufzeichnungsträgers aufgebrachtes Raster in Verbindung mit zugeordneten optischen Abtastern vorzunehmen. Ein Haupt­ problem des in [2] vorgeschlagenen Verfahrens wird darin gesehen, daß Papier unter dem Einfluß von Temperatur, Feuchtigkeit und mechanischer Beanspru­ chung seine Maße unkontrolliert verändert und demzufolge eine angemessene Auflösung unmöglich wird. Ein weiteres Problem ist, daß für alle Farben, ein­ schließlich schwarz, der erzielbare Kontrast gering ist. Beispielsweise erscheint das maximal mögliche Schwarz selbst dann als grau, wenn alle in dem "schwarzen" Bereich liegenden Punkte der thermosensitiven Schicht 3 in den Zustand maximaler Transparenz versetzt wurden. Vorausgesetzt, daß die Fläche aller farbigen Matrixelemente gleich groß ist (jede Farbe nimmt 33% der Gesamtfläche ein), ergibt sich das maximale Schwarz nicht als 0% reflektieren­ des Schwarz sondern nur als 33% reflektierendes Grau. Wegen dieser Probleme wurden neue Lösungsansätze für Aufzeichnungsträger für farbige Darstellungen gesucht.

Die Aufgabe der nachfolgend beschriebenen Erfindung besteht demzufolge darin, einen Aufzeichnungsträger zu schaffen, welcher die vorangehend beschriebenen Nachteile vermeidet. Insbesondere soll die Ortsbestimmung der einzelnen Mosaikelemente vermieden und der erzielbare Kontrast verbessert werden.

Der vorgeschlagene, in Fig. 2 dargestellte Aufzeichnungsträger besteht aus einem Träger 11 (Papier, Kunststoff, Metall, Keramik, etc.), welcher entweder selbst schwarz ist oder auf der den weiteren Schichten zugekehrten Seite mit einer dünnen schwarzen Schicht 12 versehen ist. Darüber ist eine thermosensi­ tive Schicht 13 angeordnet, die abhängig von der vorangegangenen thermi­ schen Behandlung entweder im voll transparenten, voll opaken oder dazwischen liegenden Zustand sein kann. Auf dieser thermosensitiven Schicht sind weitere Schichten aufgetragen, zunächst eine nicht immer notwendige thermo-isolie­ rende Schicht 14, darüber eine Farb-Mosaik-Schicht 15 und letztlich eine optionale Schutzschicht 16.

Die Mosaikschicht 15 besteht aus drei Arten von kleinen transparenten farbi­ gen Fensterchen 17 , welche jeweils nur eine der drei Grundfarben (Rot, Grün oder Blau) durchlassen und die beiden verbleibenden Grundfarben völlig absor­ bieren. Die Verteilung der Fensterchen kann entweder beliebig sein oder folgt einer Ordnung, beispielsweise dem in Fig. 1(b) gezeigten oder einem Honig­ waben-Muster. Wichtig dabei ist, daß jede Farbe durchschnittlich die gleiche Fläche abdeckt.

Befindet sich die thermosensitive Schicht 13 im vollen Transparentzustand, so wird das von den farbigen Fenstern 17 vorgefilterte Licht vom schwarzen Hintergrund völlig absorbiert, wodurch der entsprechende Punkt schwarz erscheint. Befindet sieh die thermosensitive Schicht 13 dagegen hinter einem Fensterchen 17, z. B. einem roten, im völligen oder teilweisen Opakzustand, erscheint dieser Punkt farbig (gemäß Beispiel Rot) mit einer Intensität, die vom Grad der Opazität abhängig ist. Befindet sich die thermosensitive Schicht 13 in einem größeren Bereich völlig oder teilweise im Opakzustand, erscheint dieser Bereich Weiß oder Grau. Im maximalen Weißzustand, entsprechend dem maxi­ malen Opakzustand der thermosensitiven Schicht, reflektiert die Fläche 33% des einfallenden weißen Lichtes. Im maximalen Schwarzzustand, entsprechend dem maximalen Transparenzzustand der thermosensitiven Schicht 13 , reflektiert die Fläche 0% des einfallenden Lichtes.

Trifft ein Lichtstrahl von einer der drei Grundfarben, z. B. Rot, auf die Oberflä­ che eines solchen Aufzeichnungsträgers, so durchdringt er alle Schichten, ein­ schließlich der im Transparentzustand befindlichen thermosensitiven Schicht 13 und gelangt zum absorbierendem Hintergrund 12 nur in den Bereichen, die hinter Fensterchen 17 der entsprechenden Farbe, in gegebenen Beispiel Rot, liegen. Bei ausreichender Energie des Lichtstrahles bewirkt die Absorption in der Schicht 12 die Erwärmung und damit die Veränderung des optischen Zustandes der thermosensitiven Schicht 13. Die Bereiche hinter den Fenster­ chen 17 anderer Farbe erfahren keine Veränderung des optischen Zustandes, weil die Wärme, die in diesem Fall in Schicht 15 entsteht, durch die Trenn­ schicht 14 von der thermosensitiven Schicht 13 ferngehalten wird. Die Verän­ derung des optischen Zustandes der thermosensitiven Schicht 13 von transpa­ rent zu opak resultiert darin, daß ein Bild der entsprechenden Farbe, in unserem Fall Rot, auf dem Aufzeichnungsträger entsteht. Entsprechendes gilt für die anderen Grundfarben Grün und Blau. In diesem Zusammenhang erscheint es wichtig zu betonen, daß bei dem vorgeschlagenen Aufzeichnungsträger das schreibende Gerät (starke Lichtstrahlen) die entsprechenden farbigen Punkte automatisch findet. Das heißt, daß im Gegensatz zu dem im Patent [2] beschrie­ benen Medium, keine Identifikation der räumlichen Anordnung der einzelnen Punkte notwendig ist.

Die gewünschte gesamte farbige Darstellung entsteht als Summe von drei monochromen Komponenten (Rot, Grün und Blau). Um eine solche farbige Darstellung zu erzeugen, gibt es zwei Möglichkeiten:

1. Die abzubildende farbige Darstellung wird mit hoher Intensität auf den Auf­ zeichnungsträger projiziert.

2. In einem Scan-Prozeß wird die abzubildende farbige Darstellung zeilenweise mit drei farbigen (Rot, Grün und Blau) fokusierten Strahlen hoher Intensität erzeugt.

Das zweite Verfahren erfordert zwar mehr Zeit, ermöglicht aber die einfachere Bereitstellung der für die Umwandlung der thermosensitiven Schicht 13 erfor­ derlichen Energie-Konzentration.

Für die Herstellung von mehrfach nutzbaren Medien muß die thermosensitive Schicht 13 aus einem Material bestehen, welches mehrfach zwischen den bei­ den optischen Zuständen umschaltbar ist. Ein solches Material ist beispielsweise in Patent [1] beschrieben.

Claims (3)

1. Thermosensitiver Aufzeichnungsträger für farbige Darstellungen (Texte, Gra­ fiken und Bilder), der aus einem Trägermaterial (Papier, Kunststoff, Metall, Glas, Keramik, etc.) und darauf aufgebauten Schichten besteht, wovon eine in Abhängigkeit von einer Temperaturbehandlung ihren optischen Zustand zwi­ schen transparent und teilweise oder völlig opak verändern kann, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Schichten eine Mosaik-Struktur auf­ weist, die aus drei Arten von Fensterehen besteht, wobei jede der Fenster­ arten nur für eine Farbkomponenten (z. B. Rot) des Bildes durchlässig ist und die anderen Farbkomponenten (z. B. Grün und Blau) absorbiert.

2. Aufzeichnungsträger gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwi­ schen der Mosaikschicht und der thermosensitiven Schicht eine transparente thermische Isolierschicht angebracht ist.

3. Aufzeichnungsträger gemäß Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die thermosensitive Schicht aus einem Material besteht, welches mehr­ fach zwischen den optischen Zuständen, beispielsweise mittels thermischer Behandlung, umgeschaltet werden kann und somit die mehrmalige Benutzung des Aufzeichnungsträgers ermöglicht.