CN101500816A - 热转印染料片和印刷机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种热转印染料片以及用于制造该染料片的方法和相关的印刷机，该热转印染料片包括：衬底，其带有可热转印的染料的区域，该区域包括在该区域内具有第一光密度的第一可印刷部分、在该区域内具有第二光密度的第二可印刷部分以及在该区域内具有与第一可印刷部分基本相同的光密度的第三可印刷部分，其中第一和第二光密度之间的光密度上的差别可以由染料片印刷机上的检测装置来检测。

Description

热转印染料片和印刷机
技术领域
本发明涉及热转印染料片(dyesheet)、用于制造该染料片的方法以及使用该染料片的印刷机(printer)。
背景技术
染料扩散热转印是公知的方法，其中通过局部加热将一种或多种可热转印的染料从染料片的所选区域转移到受体(receiver)材料，从而形成图像。能够使用三原色(黄色、品红色和青色)的染料以这种方式来制作全色图像。使用这样的染料片方便地实现了印刷，其中该染料片为下述的形式：耐热衬底(典型地，聚对苯二甲酸乙二酯聚酯膜)的伸长的条或带(ribbon)，其带有多个类似的不同颜色染料涂层的组，每一组都包括每一个染料颜色(例如，黄色、品红色和青色加上可选的黑色)的板条(panel)，该板条为分立的条的形式，该分立的条横向延伸到带的长边，并且沿着带的长度方向以重复的顺序排列。
期望染料扩散热转印印刷机能够确定已经被放置在其中的染料片的特性。染料片能够成为各种类型和形式的，在例如它们适合用在其上的衬底类型方面是不同的。另外，由不同制造商生产的名义上相同类型的染料片可能具有不同的特性。
已经提出了使印刷机能够确定特定染料片特性的许多方案。这些方案包括将信息放置在盒(cassette)、心轴(spindle)或者甚至染料片自身上。该信息能够以非常多种的方式来存储：作为光学的、机械的、电阻的(resistive)或磁的图形；在能够被电地或电磁地读取的电子存储器件中；通过荧光或谐振；全息照相，等等。
在所有这些已知的方案中共同的要素是，信息被某一单独存在以便承载或读取信息的额外器件或特征来并入和/或读取。例如，如在US 5,455,617中所述的电子存储器件不仅相对昂贵，而且它还需要安装在介质上、编程以及在印刷机中的专用的组件来访问它。
所透过的光强度的测量一般被用在印刷机中以便定位各种已知板条的位置(例如，US 4,496,955)并且有时以便于区分介质类型(例如，US 6,778,200)。
EP-A-956972公开了一种热转印片，该热转印片具有多个有色的板条以及分离的识别符号，它们可以具有彼此不同的透射率或反射率。
发明内容
在第一方面，本发明提供了一种热转印染料片，其包括：衬底，带有可热转印的染料的区域，该区域包括在该区域内具有第一光密度的第一可印刷部分、在该区域内具有第二光密度的第二可印刷部分以及在该区域内具有与第一可印刷部分基本相同的光密度的第三可印刷部分，其中第一和第二光密度之间的差别可以由染料片印刷机上的检测装置来检测。
因此，通过改变区域中的染料的光密度，与染料片有关的信息能够在不用尽该片上任何额外空间的情况下被传送到印刷机。本申请的发明人已经发现这种染料区域内的变化是可能的，因为在印刷期间所转移的染料的量仅仅与该染料片的染料含量弱相关。因此可以制作具有很难或不可能在所印刷的图像中看见的光密度变化的染料片。
在另一方面，本发明提供了一种热转印染料片，其包括：衬底，带有可热转印的染料的区域，该区域包括在该区域内的第一可印刷部分，该第一可印刷部分具有比该区域内的第二可印刷部分更高的光密度，使得第一和第二部分之间的光密度上的差别可以由染料片印刷机上的检测装置来检测而不是由人的肉眼可感知的。
可见性
期望染料片上的光密度变化对于人的肉眼是不可见的，因为可能存在这样的感觉，即图形的出现将降低作为结果的图像的质量。
对于第一近似，光密度与区域中的染料量成比例，而所透过的光随着指数变化。因此，在染料含量上相对小的改变能够引起在可检测信号上的大得多的改变。例如，光密度从2.0到2.1的改变非常难于用眼睛看到，但是它相当于在所透过的光强度上的20％的减少。光密度被定义为log10(I0/I)，其中I0是入射光强度且I是所透过的光强度，由染料片吸收的越多I就越低。
已经发现在黄色染料区域中的光密度变化比在例如品红色、青色或黑色染料区域中的更不容易被人眼所感知。因此，优选地具有变化的光密度的染料区域是黄色的。
通过确保第一和第二部分之间的光密度的变化率是渐进的而不是突然的，能够进一步降低光密度变化的可见性。例如，区域中光密度可以以锯齿形或正弦形图形来变化。
如上所述，对于印刷机是足够检测的但是对于人眼是不可感知的光密度变化是优选的。当最大和最小光密度之间的差在0.1-0.3的范围内时，这能够被实现。在ΔE方面，其优选地从0.2到1.0，更优选地从0.4到0.8。
图形和形式
光密度变化可以采用任何适当的形式并且典型地具有不规则的图形。优选地在区域中存在多个高光密度部分和多个低光密度部分。在优选实施例中，可印刷的部分采用二进制码的形式，典型地表示成横向延伸到染料片的长边的高和低光密度部分的序列，使得当染料片经过印刷机时高和低区域由检测器顺序地读取。
染料区典型地是例如矩形形状的有色板条。染料片通常带有多个可转移染料的区域，其典型地为有色板条，为了制作全色图像其具有黄色、品红色、青色以及可选的黑色的板条。
热转印染料片方便地为带状以供热转印印刷使用，热转印染料片包括衬底，该衬底在其一个表面上具有多个重复的染料涂层序列(黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)以及可选的黑色(K))，这些染料涂层为分立的条的形式，这些分立的条横向延伸到带的长边。
因此在优选方面中，本发明提供了一种热转印染料片，其包括一长条衬底材料，该长条衬底材料在其一个表面上具有多个类似的可热转印染料涂层的组，每一个组都包括黄色、品红色和青色中每一个染料颜色的各自的涂层，每一个涂层或层为分立的条的形式，该分立的条横向延伸到衬底的长边，并且这些组沿着衬底的长度方向以重复的顺序排列，其中染料涂层中的至少一个包括可热转印染料的第一区域，该区域包括在该区域内具有第一光密度的第一可印刷部分、在该区域内具有第二光密度的第二可印刷部分以及在该区域内具有与第一可印刷部分基本相同的光密度的第三可印刷部分，其中第一和第二光密度之间的差别可以由染料片印刷机上的检测装置来检测。
这样的伸长的条或带可以具有一个染料涂层(或板条)，该染料涂层具有变化的光密度。实际上，每一组染料涂层中的一个染料涂层(或板条)通常将具有变化的光密度。
在另一方面中，本发明提供了一种用于制造根据本发明的染料片的方法，其中通过形成具有变化的染料量的染料区域来实现光密度上的差别。
在制造期间通过改变染料涂层厚度来方便地改变染料量。典型地，通过用凹版滚筒印刷来施加染料涂层。凹版刻蚀的深度决定了涂层厚度，所以为方便起见承载信息的图形可以被并到滚筒刻蚀中。
在另一方面中，本发明提供了一种热转印染料片印刷机，其包括检测器装置、比较装置以及控制装置，该检测器装置用于检测根据本发明的转移染料片在被插到印刷机中时其染料区域内的光吸收上的变化，该比较装置用于将所检测的变化与一个或多个所存储的变化进行比较，该控制装置用于响应于所检测的变化来改变印刷机的操作。
测量
可以通过将光束穿过染料片并测量其通过染料片的衰减来测量光密度(OD)。询问波长必须在染料的吸收区域内。出于这个目的特别优选地使用发光二极管(LED)，例如，用于检测黄色板条的蓝色发光二极管、用于检测品红色板条的绿色发光二极管以及用于检测青色板条的红色发光二极管。黑色板条可以使用上述有色LED中的任何一个来检测，或者如果它由碳黑(或者其它红外吸收颜料)组成，则可以使用红外发射LED。
使用这样的布置是方便的，即在该布置中源组件在染料片的一侧上而检测器组件在另一侧上。这样也是可能的，即将源和检测器放在同一侧上，并提供镜子以将光发射回检测器。然而，这可能引起问题，因为光穿过染料片两次并因此被双倍地衰减。因此，信号通常太弱而不能被精确地测量。
本领域技术人员将承认染料片的绝对OD能够在很宽的范围上变化而不影响代码的完整性，因为代码能够被表示为图形内的OD比。
在吸收最大值处测量的OD高于从对于染料涂层的最大值处稍微移开的波长处所测量的OD。因为适当的光源的可用性，或者为了减少由染料片所引起的衰减，可以期望使用所述的其它波长。重要的考虑是使印刷机中的透射测量匹配染料片的光学性能使得它们在可接受的规格内。
还应该认识到，虽然发光二极管提供了方便的窄带源，但是它们通常在光谱的红外区中产生另一个输出频带。出于该原因，高度地期望使用对红外线不敏感的检测器，因为否则可能损失辨别力。
这样也可能是方便的，即使用单个检测器并有多个光源朝向该检测器。这些源能够被依次接通以便提供染料片中的不同颜色的顺序询问。可替代地，采用宽频带的光源以及多个可选择波长的检测器是可能的。
使用
典型的染料片具有约4.5微米厚的聚对苯二甲酸乙二酯聚酯的基膜。在一边上，典型地存在具有改进使用期间的润滑和操作的组分的交联聚合物。在另一边上，典型地存在不同颜色(Y，M，C，K)板条的组，每一个都包括粘合剂中染料的固体溶液(solid solution)，其可以通过成像工艺期间可控地加热来转移到无色的受体。这样的染料片被适当地提供在卷轴中，该卷轴典型地包含200个重复的板条组。每一个黄色板条都包括根据本发明的较高和较低光密度部分的类似的布置。或者染料片可以通常具有传统的结构和材料，如本领域技术人员所公知的。
在使用中，典型地供给来自卷在卷筒(spool)上的材料的染料片并且在使用之后该染料片被绕在第二卷筒上。为了从染料片上读取信息，它必须经过检测器。
例如，在染料片已经被装载到印刷机中之后，安装程序的一部分(例如，盖上盖子)能够触发检测过程，其能够通过向前卷绕经过一个完整的序列来实现，因此浪费了染料片的一个重复单元。因此在新的染料片的开头处仅进行单次检查。
可替代地，在染料片已经被装载之后，可选地也在某些其它时刻，能够将染料片向前卷绕来确认其身份(identity)，然后再将其向回卷绕，使得不浪费一点染料片。这会是相对慢的过程因为需要在两个方向上卷绕染料片。
优选地，正常地执行印刷，而同时监视染料片的光密度。如果来自染料片的信号不匹配任何已知的图形，则印刷周期典型地被中断。这是本发明最简单的使用，并且在染料片被印刷机拒绝的情况下，将所浪费的材料限制到染料片和受体的一个单元。
附图说明
现在将例如参考附图来进一步描述本发明，其中：
图1示出了根据本发明的热转印印刷机的部分，
图2示出了用在图1的印刷机中的染料片的一部分长度，以及
图3示出了当图2的染料片经过检测器时的典型的传感器响应。
具体实施方式
参考图1，印刷机有两个被隔开的滚子2、3，用于引导染料片1而将其从供应卷轴1a移到收取(take-up)卷轴1b。染料片1在滚子5与热印刷头(未示出)之间经过。在使用中，受体片(receiver sheet)4(例如，纸或卡)被安置在滚子5与染料片1之间以接收通过印刷头(未示出)的激活而在片4上所印刷的图像，该印刷头在使用中被压在染料片1上。
印刷机还包括了检测器装置，该检测器装置包括为发射蓝光的LED 6形式的光源以及检测器7。LED 6被安置在染料片1的运输平面上方，而检测器7被安置在染料片1的运输平面下方。由LED 6所发射的光的波长在460-480nm的范围内。
印刷机还具有这样的装置，该装置用于确定染料片在其经过印刷机从供应卷轴1a移到卷取卷轴1b期间染料片所移动的距离。这典型地是传感器以便与控制装置一起来检测卷轴或者引导滚子中的一个的旋转，该控制装置将来自传感器的脉冲转换成染料片的位移。
图2中示出了染料片1的一段代表性的长度。染料片1包括聚酯衬底，该衬底上有沿着染料片1的长度方向连续排列的黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)、黑色(K)和透明覆盖(clear overlay)(O)的印刷板条。这个五个印刷板条的组沿着染料片的长度方向重复。在每一个黄色板条内存在更高OD的横向条(8)，其形成将染料片的格式和标称的(nominal)性能编码的二进制图形。
当染料片1被放置在印刷机中并被以合适的速度和在合适的位置传送时，来自源6的蓝光穿过染料片并由检测器7检测，使得后者的电输出表示衰减的程度，从而表示印刷板条Y的光吸收，并因此表示染料涂层的光吸收。
图3示出了七比特的二进制码，并且具体示出了来自检测器7的信号怎样呈现到印刷机中的比较装置(未示出)。来自检测器7的信号的幅度被用来计算黄色印刷板条Y的光吸收率，如图3中的纵轴上所指示的。该光吸收率被提供给比较器装置，该比较器装置被编程为提取由OD变化所表示的二进制图形。它通过检测在位置9和10处从电平11到电平12的转变来做这事。其后，它使用这些所测量的电平来设置阈值13和14，其然后定义了随后在相同板条中所测量的比率是否表示二进制1或者二进制0。
如果图形与在印刷机中预编程的代码中的一个匹配，则该印刷机将调节其操作以便根据针对该代码所预编程的参数来给出最佳结果。如果该染料片不能被识别，则它被拒绝。
实例
在一侧上被预涂敷有底子(priming)粘合层的4.5μm厚的预涂敷的双轴定向聚酯膜(来自Diafoil的K206E6F)在与该底子层相对的一侧上被涂敷有耐热背涂层，如EP703865A中所述。被涂底的表面被涂敷有溶液，该溶液包含：122g的四氢呋喃，6.3g的来自Sekisui的BX-1级的聚乙烯醇缩丁醛，1.6g的来自Aqualon的Ethocell ECT10(TM)，3.6g去离子水，3.8g Terenix Yellow F7GDL(TM)，2.5gWaxoline yellow GFW(TM)。从凹版滚筒来施加该涂层，该滚筒被刻蚀为印刷深度逐渐变大的横向条。在440nm在Sakura PDA65(TM)光密度计上所测量的结果的透射光密度如下：
 
样品 背景OD 图形OD ΔOD
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
5 1.95 2.55 0.60
6 1.96 2.63 0.67
7 1.93 2.63 0.70
这些样品代替黄色板条而被接合到由Evolis所制造的Pebble印刷机(Pebble是商标)的染料片中。该印刷机被设计为直接印刷到聚氯乙烯(PVC)处理卡(transaction card)(包括PVC芯并具有主要由氯乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(分别为，近似95:5重量比)组成的涂层)的表面中，其因此使用改进的染料片用统一的中灰图像来印刷。
针对在未使用的染料片中和所印刷的图像中肉眼对图形的可见性来检查板条。还检查印刷机中的传感器检测变化的能力(使用集中于468nm的蓝色LED)。结果如下：
 
样品 染料片中的可见性 背景OD 图形OD ΔE 印刷机信号
1 否 0.45 0.455 0.43 14％
2 几乎不可见 0.480 0.485 1.05 25％
3 可见 - - 1.25 35％
4 可见 - - 1.93 36％
5 可见 - - 2.32 40％
6 可见 0.4675 0.4725 2.63 45％
7 可见 0.4675 0.475 2.14 43％
已经发现，在所有中最低的变化(样品1)容易被印刷机检测并且在由肉眼检测的可接收的阈值以下(ΔE小于1)。在带或者所印刷的图像中颜色变化是不明显的。

Claims (13)

1.一种热转印染料片，包括：
衬底，带有可热转印的染料的区域，该区域包括第一可印刷部分、第二可印刷部分和第三可印刷部分，其中第一可印刷部分在该区域内具有第一光密度，第二可印刷部分在该区域内具有第二光密度，第三可印刷部分在该区域内具有与第一可印刷部分基本相同的光密度，第一和第二光密度之间的差别能够由染料片印刷机上的检测装置来检测。
2.根据权利要求1的染料片，其中光密度上的差别是人的肉眼不可感知的。
3.根据权利要求1或者权利要求2的染料片，其中在第一和第二可印刷部分之间的光密度的变化率是渐进的。
4.根据前述权利要求中任何一个的染料片，其中该区域包括多个高光密度部分和多个低光密度部分。
5.根据前述权利要求中任何一个的染料片，其中可印刷部分采用二进制码的形式。
6.根据前述权利要求中任何一个的染料片，其中该区域是黄色的。
7.根据前述权利要求中任何一个的染料片，包括染料涂层的多个重复的组。
8.一种用于制造根据权利要求1-7中任何一个的染料片的方法，其中通过形成具有染料的变化的量的所述区域来实现光密度上的差别。
9.根据权利要求8的方法，其中从具有变化的凹版刻蚀深度的凹版滚筒来淀积染料的变化的量。
10.一种热转印染料片印刷机，包括：
检测器装置，用于检测根据权利要求1-7中任何一个的热转印染料片在被插到印刷机中时其染料区域内的光吸收上的变化，
比较装置，用于将所检测的变化与一个或多个所存储的变化进行比较，以及
控制装置，用于响应于所检测的变化来改变印刷机的操作。
11.根据权利要求10的印刷机，其中该检测器装置包括蓝光。
12.根据权利要求10或者权利要求11的印刷机，其中该检测器装置包括发光二极管。
13.根据权利要求10-12中任何一个的印刷机，其中该比较装置被编程为提取二进制图形，该二进制图形由所检测到的光密度上的差别来表示。
CN2007800299295A 2006-06-30 2007-06-27 热转印染料片及其制造方法、印刷机 Active CN101500816B (zh)

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