DE2346923C3

DE2346923C3 - Device for writing on recording media with low heat absorption capacity by means of a laser

Info

Publication number: DE2346923C3
Application number: DE19732346923
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Ing. 8000 München Rückmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Filing date: 1973-09-18
Publication date: 1977-10-20

Description

4040

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschreiben von Papier oder anderen Aufzeichnungsträgern, deren Oberfläche sich unter Wärmeeinwirkung farblich ändert, unter Verwendung einer Lichtquelle großer Intensität und einer dünnwandigen Materialschicht mit hohem Absorptionsvermögen gegenüber Licht, die zwischen einer signalabhängig gesteuerten Lichtquelle und einem Aufzeichnungsträger dicht vor dem Aufzeichnungsträger angebracht ist, und die die vom Lichtstrahl übertragene Energie aufnimmt und die entsteinende Wärme an den Aufzeichnungsträger weiterleitet.The invention relates to a device for writing on paper or other recording media, whose surface changes color when exposed to heat, using a light source high intensity and a thin-walled material layer with high absorption capacity Light between a signal-dependent controlled light source and a recording medium close ahead is attached to the recording medium and which absorbs the energy transmitted by the light beam and which conducts pitting heat to the recording medium.

Nacli Erfindung des Lasers wurden Vorrichtungen zum Drucken sichtbar serbleibender Zeichen mittels einer Lichtquelle hoher Intensität, deren Lichtstrahl durch das jeweils ausgewählte abzudruckende Zeichen profiliert wird und auf die auf einem Farbträger befindlichen Farbpartikel einwirkt, bekannt (DT-AS 57 126) bei denen eine Lichtquelle die Farbpartikel auf dem Farbträger innerhalb des von dem Lichtstrahl getrof lenen Bereiches durch Verdampfen auf den nicht am Farbträger anliegenden, jedoch unmittelbar benachbarten, .Aufzeichnungsträger überträgt.After the invention of the laser, there were devices for printing characters that remain visible by means of a high-intensity light source, whose light beam is profiled by the selected characters to be printed and on a color carrier located color particles acts, known (DT-AS 57 126) in which a light source the color particles on the color carrier within the trof lenen by the light beam area by evaporation on the not on the ink carrier, but immediately adjacent,.

Vorrichtungen dieser Art haben zwar einerseits den Vorzug, daß sie durch den weitgehenden Verzicht auf Mechanik, bezogen auf die bisher bekannten Druckeinrichtungen relativ schnell und geräuschlos arbeiten, daß aber andererseits durch die Beibehaltung eines Farbbandträgers der Schreibgeschwindigkeit durch die maximal mit dem Farbträger erreichbaren Vorschubgeschwindigkeiten Grenzen gesetzt sind. Ein bewegter Farbträger ist weiterhin ein sehr wartungsintensives Teil, das die Gesamtzuverlässigkeit der Druckvorrichtung herabsetzt. So muß eine besondere Warnvorrichtung einerseits das Ende des Farbträgers anzeigen, andererseits dafür Sorge tragen, daß während des Auswechselns des Farbbandes der Schreibbetrieb unterbrochen wird.Devices of this type have on the one hand the advantage that they largely dispense with Mechanics, based on the previously known printing devices, work relatively quickly and silently, that but on the other hand by maintaining a ribbon carrier the writing speed by the The maximum feed speeds that can be achieved with the ink carrier are limited. A moving one Ink carrier is also a very high maintenance part that affects the overall reliability of the printing device degrades. On the one hand, a special warning device must indicate the end of the ink carrier, on the other hand, ensure that the writing operation while changing the ribbon is interrupted.

Unter der Vermeidung eines Farbbandes ist es aus dem IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 15, Nr. 1, Juni 1972, Seiten 213 und 214 bekannt, innerhalb eines Thermodrucker zwischen dem Aufzeichnungsträger und einem signalabhängig gesteuerten Laserstrahl eine dünne Zwischenschicht anzuordnen, die analog zu dem Aufzeichnungsträger aufgerollt ist und beim Aufzeichnen flächig auf dem Aufzeichnungsträger aufliegt. Die dünne Zwischenschicht absorbiert die Wärmeenergie des Laserstrahles und leitet sie an den Aufzeichnungsträger weiter. Eine vorher auf dem Aufzeichnungsträger aufgetragene Tonerschicht wird dabei signalabhängig eingebrannt.Avoiding a ribbon, it is from the IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 15, No. 1, June 1972, pages 213 and 214 known within a thermal printer between the recording medium and a signal-dependent controlled laser beam to arrange a thin intermediate layer, which is analogous to the The recording medium is rolled up and rests flat on the recording medium during recording. the thin intermediate layer absorbs the heat energy of the laser beam and transfers it to the recording medium. One beforehand on the recording medium The applied toner layer is burned in depending on the signal.

Aus der US-Patentschrift 34 75 76G ist ein System zum Beschreiben von einem Aufzeichnungsträger mit Hilfe von Laserstrahlen bekannt, bei dem der Aufzeichnungsträger aus einer Trägerschicht mit einer damit verbundenen Materialschicht mit gegenüber Laserstrahlen hohem Absorptionsvermögen besteht. Zum Aufzeichnen deformiert dabei der signalabhängig gesteuerte Laserstrahl diese Materialschicht, indem er die Materialschicht partiell schmelzt.US Pat. No. 3,475,76G discloses a system for writing from a recording medium with Using laser beams known, in which the recording medium consists of a carrier layer with a so connected material layer with high absorption capacity against laser beams. To the The signal-dependent controlled laser beam deforms this material layer by recording the material layer partially melts.

Es ist weiterhin aus der DT-OS 2150 803 ein Laseraufzeichnungsverfahren mit speziell angepaßtem Aufzeichnungsmaterial bekannt. Dabei besteht der Aufzeichnungsträger aus einer transparenten Unterlage, auf der eine lichtabsorbierende Schicht mit hohem Absorptionsvermögen für einen Laserstrahl angeordnet ist. Diese dünne, auf dem transparenten Trägermaterial angeordnete Schicht nimmt dabei die Wärmeenergie des Laserstrahles auf und leitet sie an die transparente Schicht weiter, deren Oberfläche sich unter Wärmeeinwirkung verändert. Die wärmeabsorbierende Schicht wird nach dem Aufzeichnen unter Verwendung eines Lösungsmittels entfernt.It is still from the DT-OS 2150 803 a Laser recording processes with specially adapted recording material are known. There is the Recording medium made of a transparent base on which a light-absorbing layer with high Absorbance for a laser beam is arranged. This thin, on the transparent carrier material The arranged layer absorbs the heat energy of the laser beam and transfers it to the transparent one Next layer, the surface of which changes under the influence of heat. The heat absorbing layer is removed after recording using a solvent.

Alle vorgenannten Verfahren oder Vorrichtungen benötigen dabei entweder eine Laserquelle beträchtlicher Leistung oder aber einen besonderen, auf dieses Aufzeichnungsverfahren abgestimmten teueren Aufzeichnungsträger. All of the aforementioned methods or devices either require a considerable laser source Performance or a special, expensive recording medium tailored to this recording method.

Aufgabe der Erfindung ist es, für eine Vorrichtung zum Beschreiben von einem Aufzeichnungsträger, bei dem zwischen dem Aufzeichnungsträger und der signalabhängig gesteuerten Lichtquelle eine auf dem Aufzeichnungsträger flächig aufliegende Materialschicht angeordnet ist, fine Materialschicht zu schaffen, die die von der Lichtquelle ausgesandte Energie mit maximalem Wirkungsgrad absorbiert und an einen aus Papier oder anderem aus der Bürotechnik bekannten Material bestehenden Aufzeichnungsträger mit hohem Reflektionsvermögen oder mit großer Transparenz weiterleitet. Durch geeignete Maßnahmen gemäß der Erfindung soll das Absorptionsvermögen an der Schreibstelle erhöht werden, um die zum Beschreiben des Aufzeichnungsträgers erforderliche hohe Energiedichte herabsetzen zu können.The object of the invention is for a device for writing from a recording medium the between the recording medium and the signal-dependent controlled light source one on the Recording medium is arranged overlying material layer to create a fine material layer, which absorbs the energy emitted by the light source with maximum efficiency and sends it to you Paper or other material known from office technology existing recording media with high Reflectivity or with great transparency. By taking appropriate measures in accordance with Invention is to increase the absorption capacity at the writing point to the writing to be able to reduce the required high energy density of the recording medium.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die dünnwandige Materialschicht durchThis object is achieved according to the invention in that the thin-walled material layer through

ihren strukturellen Aufbau und/oder ihre Ausgestaltung eine Wärmeleitfähigkeit aufweist, die in Richtung des einfallenden Lichtstrahles einen möglichst großen Wert und in der dazu senkrechten Richtung einen möglichst kleinen Wert aufweist.their structural design and / or their design has a thermal conductivity that is in the direction of the incident light beam as large a value as possible and in the direction perpendicular to it as large as possible has little value.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht die dünnwandige Materialschicht aus einem Trägermaterial mit geringer Wärmeleitfähigkeit, in das entsprechend der Richtung der Wärmeleitfähigkeit ausgerichtete Partikel aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit eingelagert sind. Das kann entweder belichtetes Photomaterial oder eine waffeiförmig geprägte Metallfolie sein.In a particularly advantageous embodiment of the invention, there is the thin-walled material layer made of a carrier material with low thermal conductivity, in the corresponding to the direction of thermal conductivity aligned particles made of a material of high thermal conductivity are incorporated. It can either exposed photographic material or a weapon-shaped embossed metal foil.

Durch derartig aufgebaute Materialschichten kann in vorteilhafter Weise auch ein Aufzeichnungsträger nvt hohem Reflexionsfaktor oder hoher Transparenz direkt durch einen Laserstrahl mit relativ geringer Wärmeleistung beschrieben werden. Die dünne Materialschicht unterliegt keinerlei Verschleiß und ist einfach und kostengünstig herzustellen.A recording medium can also be used in an advantageous manner by means of material layers constructed in this way high reflection factor or high transparency directly through a laser beam with relatively low Thermal output are described. The thin material layer is not subject to any wear and tear and is simple and inexpensive to manufacture.

Die Polarisierung der Wärmeleitfähigkeit bewirkt eine hohe Konturenschärfe des zu erzeugenden Schriftbildes. Da ein Energieverlust in der dünnwandigen Materialschicht infolge seitlicher Ableitung der Wärme vermieden wird, kann sich innerhalb der dünnwandigen Materialschicht kein Wärmestau aufbauen. The polarization of the thermal conductivity causes a high degree of definition of the contour to be generated Typeface. There is an energy loss in the thin-walled material layer as a result of the lateral dissipation of the If heat is avoided, no heat build-up can build up within the thin-walled material layer.

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden beispielsweise näher beschrieben. Es zeigtEmbodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described below for example described in more detail. It shows

F i g. 1 eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zum Beschreiben von Papier mit Hilfe eines Laserstrahls,F i g. 1 shows a schematic diagram of a device for Writing on paper with the help of a laser beam,

F i g. 2 einen vergrößerten Ausschnitt der dünnwandigen Materialschicht von Fig. 1.F i g. 2 an enlarged section of the thin-walled Material layer of Fig. 1.

F i g. Ii zeigt eine Vorrichtung zum Beschreiben von Papier mit Hilfe eines Laserstrahles. Ein von einer Quelle 1 ausgesandter, zeichenabhängig gesteuerter Laserstrahl 2 trifft auf eine dünne Materialschicht 3, die gegenüber Licht ein hohes Absorptionsvermögen besitzt. Diese dünne Materialschicht 3 steht in dichtem flächigen Kontakt mit einem z. B. über eine Schreibwalze 4 gespannten Aufzeichnungsträger 5 aus Normalpapier. Der Laserstrahl 2 erhitzt nun entsDrechend den aufzuzeichnenden Zeichen die dünne Materialschicht 3, die diese Wärmeverteilung an den Aufzeichnungsträger 5 weitergibt, dessen Oberfläche sich entsprechend verfärbt. Die dünne Materialschicht 3 hat ein gegenüber Licht besonders hohes Absorptionsvermögen und eine stark richtungsabhängige Wärmeleitfähigkeit, und zwar sehr hoch in Richtung des einfallenden Laserstrahles 2 und eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit senkrecht dazu. Auf diese Weise wird ei.i Wärmestau innerhalb der dünnen Materialschicht vermieden, der die Konturen der aufzuzeichnenden Zeichen verwaschen könnte. Durch die dünne Materialschicht 3 ist man in \orteilhafter Weise unabhängig von den Reflexionsfaktoren der verschiedenen Papiersorten und benötigt keine besondere Einrichtung, die die Intensität des Laserstrahles 2 diesen verschiedenen Aufzeichnungsträgern anpaßt, da die Verfärbung der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 5 nun durch die von der dünnen Materialschicht 3 ausgehenden Kontaktwärme und nicht von einer Strahlung bewirkt wird.F i g. Ii shows an apparatus for writing Paper with the help of a laser beam. One sent by a source 1, controlled in a character-dependent manner Laser beam 2 strikes a thin layer of material 3 which has a high absorption capacity for light owns. This thin material layer 3 is in close two-dimensional contact with a z. B. over a platen 4 tensioned recording media 5 made of normal paper. The laser beam 2 now heats the accordingly The characters to be recorded are the thin material layer 3, which distributes this heat to the recording medium 5 passes, the surface of which is discolored accordingly. The thin material layer 3 has an opposite Light particularly high absorption capacity and a strongly direction-dependent thermal conductivity, namely very high in the direction of the incident laser beam 2 and a very low thermal conductivity perpendicular to. In this way, heat build-up within the thin layer of material that defines the contours is avoided the characters to be recorded could be washed out. Through the thin layer of material 3 one is in Advantageously, it is independent of the reflection factors of different types of paper and does not require any special facility that matches the intensity of the Laser beam 2 adapts these different recording media, since the discoloration of the surface of the Recording medium 5 now by the contact heat emanating from the thin material layer 3 and is not caused by radiation.

Die F i g. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt einer Ausführungsform der dünnen Materialschicht 3 von F i g. 1. Die dünne Materialschicht besteht in diesem Fall aus Kunststoff geringer Wärmeleitfähigkeit, in den durch ein Sinterverfahren dünne Stifte sehr hoher Wärmeleitfähigkeit, z. B. aus Metall 6, eingebracht wurden. Sämtliche Stifte sind dabei parallel untereinander und senkrecht zu den Oberflächen angeordnet. Durch die dunkle Farbe der dem Laserstrahl 2 zugewandten Oberfläche der Stifte haben diese ein besonders hohes Absorptionsvermögen gegenüber Wärme, die dann punktgenau auf den hinter der dünnwandigen Materialschicht 3 angebrachten Aufzeichnungsträger 5 weitergegeben wird. Das Auflösungsvermögen der gesamten Vorrichtung und damit die Feinheit der aufzuzeichnenden Linien hängt einerseits vom Durchmesser des Laserstrahles 2, andererseits von der Zahl der eingelagerten Stifte 6 ab. Ie größer die Zahl der vom Laserstrahl 2 bestrichenen Stifte 6 ist, um so genauer wird der vom Laserstrahl 2 auf der dünnwandigen Materialschicht 3 aufgezeichnete Linienzug auf dem Aufzeichnungsträger 5 abgebildet.The F i g. FIG. 2 shows an enlarged section of an embodiment of the thin material layer 3 from FIG F i g. 1. The thin material layer consists in this case of plastic with low thermal conductivity, in the by a sintering process thin pins with very high thermal conductivity, e.g. B. made of metal 6, introduced became. All pins are arranged parallel to one another and perpendicular to the surfaces. Due to the dark color of the surface of the pens facing the laser beam 2, they have a particularly high heat absorption capacity, which is then applied precisely to the behind the thin-walled material layer 3 attached recording medium 5 is passed on. The resolving power the entire device and thus the fineness of the lines to be recorded depends on the one hand on the diameter of the laser beam 2, on the other hand on the number of embedded pins 6. The greater the number of pens 6 swept by the laser beam 2, the more precise that of the laser beam 2 becomes The line drawing recorded on the thin-walled material layer 3 is shown on the recording medium 5.

Bei einer besonderen Ausführungsform besteht die dünne Materialschicht aus belichtetem Photomaterial. Die einzelnen Silberpartikelchen sind dabei in derselben vorher beschriebenen Weise ausgerichtet, was sich durch Belichten eines Rastermusters in einfacher Weise erreichen läßt.In a particular embodiment, the thin material layer consists of exposed photographic material. The individual silver particles are aligned in the same manner previously described, which is can be achieved in a simple manner by exposing a raster pattern.

Eine weitere Ausführungsform der Materialschicht kann aus einer waffeiförmig geprägten Metallfolie mit dünnen Stegen und erhaben ausgebildeten Zwischenflächen bestehen, wobei die dünnen Stege Bezirke geringer Wärmeleitfähigkeit und die dickeren Flächen Bezirke hoher Wärmeleitfähigkeit darstellen.Another embodiment of the material layer can consist of a weapon-shaped embossed metal foil thin webs and raised intermediate surfaces exist, the thin webs districts low thermal conductivity and the thicker areas represent areas of high thermal conductivity.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for writing on paper or other recording media, their surface changes color when exposed to heat, using a light source of great intensity and a thin-walled material layer with a high absorption capacity for light, which between a signal-dependent controlled light source and a recording medium just in front of the Recording medium is attached and which absorbs the energy transmitted by the light beam and the passing heat generated to the recording medium, characterized in that the thin-walled material layer (3) due to its structural design and / or its design has a thermal conductivity that is as good as possible in the direction of the incident light beam (2) has a large value and as small a value as possible in the direction perpendicular thereto.

2. Device according to claim 1, characterized in that the thin-walled material layer (3) consists of a carrier material with low thermal conductivity, in which according to the direction the thermal conductivity oriented particles (6) made of a material of high thermal conductivity are stored.

3. Device according to one of claims 1 or

2, characterized in that the thin-walled material layer (3) consists of exposed photographic material consists.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the thin-walled Maierialschicht (3) from a weapon-shaped embossed Consists of metal foil.