DE4108118C2

DE4108118C2 -

Info

Publication number: DE4108118C2
Application number: DE4108118A
Authority: DE
Inventors: Kyonosuke Yamamoto; Kazuo Tsukuba Jp Yokoyama
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 1990-03-13
Filing date: 1991-03-13
Publication date: 1993-04-22
Also published as: JPH03263040A; DE4108118A1; US5270727A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bilderzeugung mittels Laserstrahlen, die auf vorbestimmte Stellen einer Farbstoffschicht gestrahlt werden, um die vorbestimmten Stellen zu entfärben. Ein derartiges Verfahren ist aus der GB 20 55 218 A bekannt.

Bei dem bekannten Verfahren wird ein einziger Laserstrahl mit geeigneter Wellenlänge auf eine Farbstoffschicht aufgestrahlt, bei welcher der Farbstoff in ein Polymer eingebettet ist. Offenbar absorbieren die Farbstoffmoleküle die Strahlungsenergie des Laserstrahls, die dann in thermische Energie umgewandelt wird. Diese thermische Energie erleichtert die Entfernung des Farbstoffs aus dem vom Laserstrahl getroffenen Bereich, entweder durch Diffusion der Farbstoffmoleküle in Querrichtung, oder durch den Fluß der erweichten Mischung aus Farbstoff und Polymer.

Ein ähnliches Verfahren ist in der DE 32 48 804 C2 beschrieben. Zum Beschreiben und Lesen mittels Laserstrahlen werden spezielle Benzoldithiol-Nickel-Komplexe vorgeschlagen, die in einer Zusammensetzung mit einem organischen Polymer und einem Lösungsmittel vorliegen. Werden diese Komplexe mit einem Laserstrahl mit einer relativ hohen Ausgangsleistung bestrahlt, so absorbieren die Komplexe die Energie des Laserstrahls und schmelzen, verdampfen oder sublimieren, wodurch sie eine Laseraufzeichnung auf Wärmebasis ermöglichen. Werden die Komplexe mit demselben Laserstrahl, jedoch mit einer niedrigen Ausgangsleistung bestrahlt, so gestatten sie die Erkennung oder Unterscheidung von beschriebenen Bereichen von nicht beschriebenen Bereichen und umgekehrt, wodurch sie das Auslesen aufgezeichneter Information mit Laserstrahlen niedriger Ausgangsleistung ermöglichen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bilderzeugung zu schaffen, mit welchem ein photoempfindliches Material vor der Belichtung mit einem Laserstrahl dem Tageslicht und ähnlichem ausgesetzt werden kann, ohne daß darunter Schärfe und Kontrast des zu erzeugenden Bildes leiden, ohne daß eine Dunkelkammer benötigt wird, und ohne daß nach der Laserbelichtung eine Entwicklung nötig ist, wobei die Vorzüge eines hochauflösenden Lasers ausgenutzt werden sollen.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren zur Bilderzeugung mittels Laserstrahlen gelöst, die auf vorbestimmte Stellen einer Farbstoffschicht gestrahlt werden, um die vorbestimmten Stellen zu entfärben, bei welchem die sichtbares Licht absorbierende Farbstoffschicht durch Zusammentreffen eines ersten Laserstrahls mit einer ersten Wellenlänge, die von dem Farbstoff absorbiert wird, und eines zweiten Laserstrahls mit einer zweiten Wellenlänge, die Farbstoff nicht absorbiert, an den vorbestimmten Stellen entfärbt wird.

Daher wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sichergestellt, daß Tageslicht und Sonnenlicht keine unerwünschte Belichtung der Farbstoffschicht bewirken. Die Farbstoffschicht wird nur durch das Zusammentreffen der beiden verschiedenen Laserstrahlen entfärbt, so daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Notwendigkeit einer Dunkelkammer entfällt. Weil der Farbstoff unmittelbar durch die Laserstrahlung entfärbt wird, erübrigt sich darüber hinaus ein sich an die Belichtung anschließender Entwicklungsvorgang. Daher können die Vorteile der hohen Auflösung von Laserstrahldruckern vollständig genutzt werden.

Im folgenden soll die vorliegende Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen detaillierter erläutert werden. Zur Erläuterung des Prinzips der vorliegenden Erfindung dienen die Fig. 1a und 1b. Es zeigen:

Fig. 1a schematisch die Entfärbung einer Farbstoffschicht, worin A einen ersten Laser, B einen zweiten Laser und C eine entfärbte Zone darstellt;

Fig. 1b diagrammartig die Beziehung zwischen dem Absorptionsspektrum des verwendeten Farbstoffes und der Wellenlänge λ₁ des ersten Laserstrahles und der Wellenlänge λ₂ des zweiten Laserstrahles;

Fig. 2 Absorptionsspektren einer in der vorliegenden Erfindung verwendeten Farbstoffschicht;

Fig. 3 ein Modell eines optischen Systems, welches gemäß der vorliegenden Erfindung zur Erzeugung von Bildern verwendet wird, worin 1 eine Farbstoffschicht, 2 einen Träger, 3 einen Ar⁺-Laser (λ₁ = 514.5 nm), 4 einen gepulsten Farbstofflaser (λ₂ = 725 nm), der von einem Excimer-Laser (XeCl) gepumpt wird, 5 ein dichroitisches Filter, und 6, 6′ Kondensorlinsen bezeichnet.

Fig. 1a zeigt das Verfahren zum Erzeugen von Bildern nach der vorliegenden Erfindung, und Fig. 1b zeigt diagrammartig die Beziehung zwischen dem Absorptionsspektrum des verwendeten Farbstoffes und einer Wellenlänge λ₁ des ersten Laserstrahles und einer Wellenlänge λ₂ des zweiten Laserstrahles. Wenn eine auf einem Träger 2 vorgesehene Farbstoffschicht 1 entweder mit dem ersten Laserstrahl mit einer Wellenlänge λ₁, welche der Farbstoff absorbiert, oder mit dem zweiten Laserstrahl mit der Wellenlänge λ₂ bestrahlt wird, welche der Farbstoff nicht absorbiert, zeigt der Farbstoff keine Veränderung, und es ergibt sich kein Unterschied zwischen dem bestrahlten Teil und einem nichtbestrahlten Teil. Wenn jedoch die Farbstoffschicht mit beiden Laserstrahlen bestrahlt wird, wird eine chemische Reaktion hervorgerufen, um die Entfärbung des Farbstoffes hervorzurufen und so entsteht ein Unterschied zwischen den bestrahlten und nichtbestrahlten Teilen. Somit kann durch abtastende Belichtung oder ähnliches eine zweidimensionale Bilderzeugung erhalten werden. In diesem Fall kann eine Modulation eines Laserstrahls durch digitale Bilderzeugung entweder auf den ersten Laserstrahl oder auf den zweiten Laserstrahl angewendet werden, und einer von beiden kann fortwährend ohne Modulation bestrahlen.

Auf diese Weise wird gemäß dem Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung der Farbstoff nur entfärbt, wenn die beiden Laserstrahlen hoher Energiedichte gleichzeitig aufgestrahlt werden, und so kann die Farbstoffschicht Tageslicht und Sonnenlicht jederzeit vor, während und nach der Bestrahlung mit den Laserstrahlen ausgesetzt werden.

Darüber hinaus sind, weil Bilder durch Entfärbung des Farbstoffes nur durch Laserstrahlen gebildet werden, keine Behandlungen nach der Bestrahlung mit Laserstrahlen nötig. Ferner kann der Farbstoff auf der molekularen Ebene entfärbt werden, und die Vorzüge hoher Auflösung, wie Laser sie besitzen, können genutzt werden.

Als in der vorliegenden Erfindung benutzter Träger können verschiedene Materialien abhängig von den Anwendungen verwendet werden. Zum Beispiel werden für den Fall von Bildern, welche durch reflektiertes Licht zu sehen sind, einfaches Papier, beschichtetes Papier und mit Segmenten versehener Plastikfilm, um die Reflektivität zu erhöhen verwendet, und in dem Fall von Bildern, welche durch hindurchgeleitetes Licht zu sehen sind, transparenter Plastikfilm oder Glasplatten.

Der erste in der vorliegenden Erfindung verwendete Laser kann in Übereinstimmung mit der Absorptionswellenlänge des verwendeten Farbstoffes gewählt werden, und schließt zum Beispiel blaue Laser wie etwa He-Cd-Laser (441.6 nm), Ar⁺-Laser (488.0 nm) und He-Ne-Laser (442.0 nm) für gelbe Farbstoffe, grüne Laser wie etwa Ar⁺-Laser (514,5 nm) , He-Ne-Laser (542,5 nm) und zweite Harmonische von YAG-Lasern (532.0 nm) für Magentafarbstoffe, und He-Ne-Laser (632.8 nm) und Halbleiterlaser (680 nm) für Zyanfarbstoffe ein. Als zweiter Laser wird ein solcher gewählt, der eine Wellenlänge hat, die von dem verwendeten Farbstoff nicht absorbiert wird, und zusätzlich zu den oben erwähnten Lasern infrarote Halbleiterlaser (780 nm, 830 nm).

Als nächstes wird ein spezielles Beispiel des Bilderzeugungsverfahrens der vorliegenden Erfindung gegeben.

Brillantes Karmin 6B wurde als ein Farbstoff verwendet, und dieser wurde in einem rosin-modifizierten phenolischen Harz dispergiert, und eine kleine Menge einer Petroleumlösung wurde zu der Dispersion hinzugegeben, um eine Drucktinte zu bereiten. Damit wurde ein beschichtetes Papier beschichtet, welches zum Drucken nach dem Off-Set-Druckverfahren verwendet wird, um eine Farbstoffschicht als ein Film mit einer gleichmäßigen Dicke auszubilden. In Fig. 2 ist ein Absorptionsspektrum dieser Farbstoffschicht durch eine durchgezogene Linie gezeigt, welches nach einer Diffusion Reflexionsmethode gemessen wurde. Eine breite Absorption ergibt sich bei 500 bis 600 nm, der sogenannten Magentafarbe. Ferner ist zu erkennen, daß keine Absorption bei 700 nm oder größerer Wellenlänge vorliegt.

Diese Farbstoffschicht wurde mit einem Laserstrahl unter Verwendung des in Fig. 3 gezeigten optischen Systems bestrahlt. Diese Farbstoffschicht wurde mit einem Ar⁺-Laserstrahl mit 514.5 nm nahe der Wellenlänge maximaler Absorption der Farbstoffschicht mit einer Strahlleistung von 550 µW und einem Strahldurchmesser von 100 µm als ein fortgesetzter Strahl von dem ersten Laser bestrahlt. Als zweiter Laser wurde ein gepulster Farbstofflaser verwendet, der von einem Excimer-Laser (XeCl) gepumpt wird, und eine Wellenlänge von 725 nm ausstrahlt, welche von der Farbstoffschicht überhaupt nicht absorbiert wird. Die Impulswiederholfrequenz des Lasers betrug 10 Hz, die Lichtenergie pro Impuls betrug 3,7 µJ und die Impulsdauer betrug 13 nsec. Der Durchmesser des zweiten Laserstrahls wurde auf denselben Strahldurchmesser wie der des ersten Laserstrahls verringert, und auf die Farbstoffschicht aufgestrahlt. Wenn jeder Laserstrahl allein aufgestrahlt wurde, war in dem Absorptionsspektrum der Farbstoffschicht keine Veränderung zu erkennen, selbst wenn eine Bestrahlung über 100 sec (1000 Impulse) durchgeführt wurde, während dann, wenn der Farbstofflaserstrahl als gepulster Strahl aufgestrahlt wurde, bei fortwährendem Aufstrahlen des Ar⁺-Laserstrahls, die Farbstoffschicht vollständig entfärbt wurde, wobei ungefähr 160 Impulse nur die weiße Farbe des Trägers übrigließen. Eine Betrachtung des mit dem Laserstrahl bestrahlten Teiles unter einem optischen Mikroskop zeigte, daß der Durchmesser des entfärbten Punktes ungefähr 100 µm betrug, was beinahe dem Durchmesser des Laserstrahles entspricht.

Ferner wurde ein Gebiet von ungefähr 1 cm×1 cm der Farbstoffschicht entfärbt durch Bewegen der Farbstoffschicht rechtwinkelig zur Strahlachse, während beide Laserstrahlen aufgestrahlt wurden, und dann wurde ein Absorptionsspektrum dieses Gebietes gemessen. Die Ergebnisse sind in Fig. 2 gezeigt. Wie von Fig. 2 ersichtlich, verschwand das Absorptionsband bei 500 bis 600 nm, welches ursprünglich vorhanden war, fast vollständig, und die Absorption bei 400 nm oder weniger stieg an.

Sämtliche Vorgänge von der Herstellung der Farbstoffschicht bis zur Bestrahlung mit Laserstrahlen, wie oben erwähnt, wurden bei Tageslicht durchgeführt.

Claims

Verfahren zur Bilderzeugung mittels Laserstrahlen, die auf vorbestimmte Stellen einer Farbstoffschicht (1) gestrahlt werden, um die vorbestimmten Stellen zu entfärben, dadurch gekennzeichnet, daß die sichtbares Licht absorbierende Farbstoffschicht (1) durch Zusammentreffen eines ersten Laserstrahls (A) mit einer ersten Wellenlänge (λ₁), die von dem Farbstoff absorbiert wird, und eines zweiten Laserstrahls (B) mit einer zweiten Wellenlänge (λ₂), die der Farbstoff nicht absorbiert, an den vorbestimmten Stellen entfärbt wird.