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Diese
Anmeldung basiert und beansprucht die Priorität aus der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2001-248096 ,
eingereicht am 17. August 2001, wobei der gesamte Inhalt durch Bezugnahme
mit aufgenommen wird.
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Diese
Erfindung betrifft ein thermisches Übertragungsdruckverfahren und
ein Druckersystem, das besonders geeignet ist zum Drucken von Gesichtsbildern
zur Erkennung von Personen sowie von Zeichendarstellungen wie beispielsweise
Personeninformationen auf beschreibbaren Medien.
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Insoweit
ist ein Verfahren des Sublimationsfarbübertragungsdruckes zugänglich als
eine Hauptströmung
der Verfahren zum Drucken von Gesichtsbildern auf Bildwiedergabemedien,
die Gesichtsbilder zur Erkennung von Personen beinhalten, wie es zum
Beispiel Führerscheine,
Ausweise, Kreditkarten, Mitgliedskarten und dergleichen sein können. Das Verfahren
des Sublimationsfarbübertragungsdruckes dient
dazu, den Sublimationsübertragungsdruck
von gewünschten
Bildern auf ein Druckmedium durchzuführen durch Überlagerung eines Thermoübertragungsbandes
mit Sublimationsfarben (oder Hitzemigrationsfarben) auf einem filmförmigen Trägerglied auf
einem Druckmedium mit Empfangsschichten, die in der Lage sind, Sublimationsfarben
aufzunehmen, und durch Erwärmen
des Thermoübertragungsbandes
an entsprechend der Bilddaten ausgewählten Stellen.
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Es
ist weithin bekannt, daß ein
Hochgradientenfarbbild leicht gemäß des Sublimationsübertragungsdruckverfahrens
druckbar sind. Jedoch sind die Sublimationsmaterialien, die für das Färben verwendbar
sind, aufgrund der Sublimationsfarbe begrenzt. Daher hat dieses
Verfahren den Nachtiel, daß es
nur auf eingeschränkten
Druckmedien anwendbar ist. Darüber
hinaus sind Sublimationsfarben grundsätzlich unzureichend im Hinblick
auf ihre Bildhaltbarkeit wie beispielsweise bezüglich Lichtbeständigkeit,
Lösemittelwiderstandfähigkeit
etc. Ferner ist die durch ultraviolette Strahlen anregbare, fluoreszierende
Tinte mit ausgezeichneter Lichtbeständigkeit nicht als Sublimationsfarben
verfügbar,
so daß die
Fälschungsschutzmaßnahmen
separat bereitgestellt werden müssen.
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Andererseits
dient ein Druckverfahren der thermosicherbaren Übertragung zum Drucken des gewünschten
Bildes auf ein Druckmedium, durch selektives Erhitzen von Thermoübertragungsbändern, mit
in einem Bindemittel wie Harz oder Wachs dispergierten Farbpigmenten
oder Farbstoffen auf einem filmgeformten Trägerglied und Übertragen
der Farbpigmente oder Farbstoffe auf ein Druckmedium zusammen mit
einem Bindemittel.
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Bezüglich dieses
Druckverfahrens der thermosicherbaren Übertragung haben organische
und anorganische Pigmente grundsätzlich
eine gute Lichtbeständigkeit
und sind als Färbemittel
wählbar. Ferner
sind Harz und Wachs, die als Bindemittel genutzt werden, auswählbar, wodurch
die Lösemittelbeständigkeit
verbessert werden kann. Grundlegend ist jedes Druckmedium nutzbar,
falls es adhäsiv
zu einem Bindemittel ist, und viele Druckmedien sind auswählbar, wobei
dieses Druckverfahren der thermosicherbaren Übertragung gegenüber dem
Verfahren des Sublimationsfarbübertragungsdruckes
Vorteile aufweist.
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Jedoch
verwendet das Verfahren des thermosicherbaren Übertragungsdruckes ein Punktbereichsgradations(abstufungs)verfahren
für den
Abstufungsdruck durch Verändern
von übertragenen Punktabmessungen,
wobei dadurch verschiedene Geräte
erforderlich werden fürs
multiple Abstufungsdrucken durch akkurate Steuerung der Punktgrößen. Beispielsweise
existiert ein Verfahren zum Übertragen
von Punkten durch Zick-Zack-Anordnungen (im Folgenden wird dieses
Verfahren bezeichnet als ein alternatives Antriebsverfahren). Wenn
dieses alternative Verfahren verwendet wird, kann die Warmeinterferenz
zwischen benachbarten Heizelementen des Thermodruckkopfes reduziert
werden, wobei das Ganze frei sein kann vom Einfluß benachbarter
Pixel/Punkte. Demnach wird das befriedigende multiple Abstufungsdrucken
möglich,
da die Punktgrößen akkurat
gesteuert werden.
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Darüber hinaus
muß zur
genauen Steuerung der Punktgrößen die
Oberfläche
des Druckmediums in einem zufriedenstellenden Zustand sein, wobei
jedoch der Vorzug des Druckverfahrens der thermosicherbaren Übertragung,
das eine große
Auswahl an Druckmedien ermöglicht,
behindert wird.
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In
diesem Sinne dient ein Verfahren zum indirekten Übertragungsdruck der Übertragung
einer Empfangsschicht eines Zwischendruckmediums auf ein Druckmedium
nach Drucken multipler Abstufungen auf ein Zwischendruckmedium mit
einer Empfangsschicht mit zufriedenstellender Oberfläche. Gemäß dieses
Verfahrens ist es nicht notwendig, ein Druckmedium auszuwählen, wenn
ein Zwischenübertragungsmedium
derart ausgerichtet ist, daß es auf
ein Druckmedium übertragen
werden kann, wodurch die mehrfachen Abstufungen auf jedes Druckmedium
gedruckt werden können.
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Jedoch
bestehen sogar für
die oben beschriebenen Verfahren Probleme, die nachfolgend aufgezeigt
werden.
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Wenn
beispielsweise eine Bildauflösung
ansteigt, wird es notwendig, die Punkte zu kleineren Größen zu steuern.
Jedoch kann ein herkömmliches Farbband
mit einer Tintenschicht mit einer Dicke größer 1 μm einer Auflösung mit mehr als 300 dpi nicht folgen/erreichen,
wobei die Bildqualität
sich verschlechtert.
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Wenn
die Dicke der Farbschichten eines Farbbandes auf eine Dicke von
1 μm oder
weniger reduziert wird, wird es möglich, eine hohe Auflösung zu
erreichen. Jedoch werden bei einem herkömmlichen Druckheizkopf, der
ein Pixel nach dem anderen erzeugt durch ein Heizelement die Heizelemente
alternierend angesteuert. Dort besteht ein Problem dahingehend,
daß der
zentrale Bereich eines Heizelementes ansteigt auf eine exzessiv
hohe Temperatur, wobei die Tintenschichten brechen/reißen und
die Bildqualität
verschlechtert wird.
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Darüber hinaus,
wenn der tonale Druck gemäß des Thermoübertragungsdruckverfahrens
erzeugt wird, insbesondere durch das Verfahren des thermosicherbaren Übertragungsdruckes,
und wenn die Oberflächenglätte der
Druckrolle zum Anpressen des Druckhalskopfes, des Farbbandes und
des Druckmediums gering ist, existiert solch ein Problem dahingehend,
daß die
Farbschichten und die Empfangsschicht eines Druckmediums nicht zufriedenstellend
für die
unebene Oberfläche
der Druckrolle ist, wobei die Bildqualität verschlechtert wird.
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Beim
Drucken von Vielfachabstufungen sollten die Heizelemente alternierend
angesteuert werden und beim Drucken von binären Bildern, wie beispielsweise
Zeichendarstellungen, muß das
Ganze so eingestellt werden, um die Heizelemente ähnlich zu
dem Pixelarray, anzutreiben. Jedoch wird diese Einstellung durch
einen Bildprozessor, der zu einem Drucker bereitgestellt wird, vorgenommen,
wobei dort solch ein Problem besteht, daß der Bildprozessor kompliziert
ist und der Preis hoch wird.
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Ferner
werden schwarze Tinte für
den Druck von binären
Bildern wie Zeichendarstellungen und fluoreszierende Tinte für den Fälschungsschutz
in der Zusammensetzung erstellt, die von der Tinte für den Druck
multipel abgestufter Bilder wie Gesichtsbilder abweicht. In der
Grauabstufung von Schwarz und dem Mehrfachabstufungsdruck fluoreszierender Bilder
wird das Drucken dargestellt mittels eines künstlichen Abstufungsverfahrens
wie beispielsweise dem Dithering oder erreicht durch Überlagerung von
Farbtinten. Daher besteht das Problem dahingehend, daß die Bildqualität verschlechtert
ist und die Kosten durch den erhöhten
Farbtintenverbrauch gestiegen sind.
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JP 2000135810 bezieht
sich auf die Realisierung einer Bereichsabstufung mit rechten Kreispunkten
durch Bereitstellen eines Heizkopfes mit rechten polygonalen oder
kreisförmigen
Hitzebestandteil und Übertragung
einer Tintenschicht auf ein Zwischenübertragungsmedium, das durch Überlagerung
von unterschiedlichen Farbpunkten eine Zusammenstellung verschiedener
Farbpunkte auf dem Farbband an derselben Position erzeugt, und anschließend das aufgenommene
Bild vom Zwischenübertragungsmedium
auf ein übertragenes
Medium übertragen
wird. Der Heizkopf ist vom Typ einer Heizbündelung und weist im wesentlichen
rechte polygonale oder zirkulare Formen auf. Die Größe eines
zu bildenden Punktes wird variiert durch Regulieren thermischer
Energie, die entsprechend der Bilddaten durch einen Heizabschnitt
des Heizkopfes erzeugt wird. Mit anderen Worten, kann die Abstufung
weitergegeben werden, da die Punktgröße entsprechend der Bildinformationen
variiert wird.
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Kurzfassung der Erfindung
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Gegenstand
dieser Erfindung ist ein Thermoübertragungsdruckverfahren
zum Druck mehrwertiger Bilder wie hoch-farbverlaufende Farbbilder,
binäre
Bilder wie Zeichen-Darstellungen und fluoreszierende Bilder, die
den Schutz vor Fälschungen
und Veränderungen
mit einer hohen Qualität
ermöglichen und
ein Druckersystem.
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Eine
Ausführungsform
dieser Erfindung besteht in einem Thermoübertragungsdruckverfahren, wie
in Anspruch 1 beansprucht.
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Ferner
besteht eine Ausführungsform
dieser Erfindung in einem Druckersystem, wie in Anspruch 9 beansprucht.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
ein Beispiel einer Punkt-Anordnung, wenn ein Heizelement in einem
Thermodruckkopf alternierend angesteuert wird.
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2A und 2B zeigen
schematisch das Heizelement des Thermodruckkopfes und die Temperaturverteilung
in der Tintenschicht.
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3A und 3B zeigen
schematisch die grobe Struktur des Heizelementes des Thermodruckkopfes
in einer Ausführungsform
dieser Erfindung und die entsprechende Temperaturverteilung in der Tintenschicht.
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4A und 4B sind
Schaltbilder des Druckheizkopfes (Thermodruckkopfes) als Bestandteil
einer Ausführungsform
dieser Erfindung.
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5A und 5B zeigen
elektrische Ersatzschaltungen des Heizelementes des Heizdruckkopfes
als Bestandteil einer Ausführungsform
dieser Erfindung.
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6 ist
ein vertikaler Schnitt in der Seitenansicht, der die Struktur des
Zwischenübertragungsmediums
als Bestandteil einer Ausführungsform
dieser Erfindung zeigt.
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7A und 7B zeigen
schematisch die Struktur des Thermo-Übertragungstintenbandes als Bestandteil
einer Ausführungsform
dieser Erfindung; 7A ist eine Draufsicht und 7B ist
ein vertikaler Schnitt in der Seitenansicht.
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8 ist
ein Blockdiagramm, das schematisch ein Drucksystem als Bestandteil
einer Ausführungsform
dieser Erfindung zeigt.
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9 zeigt
schematisch die Anordnung der Pixel der Bilddaten als Bestandteil
einer Ausführungsform
dieser Erfindung.
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10 zeigt
schematisch die Anordnung der Pixel der Bilddaten als Bestandteil
einer Ausführungsform
dieser Erfindung.
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11 ist
ein Blockdiagramm, das schematisch die Struktur des Druckers aus 8 zeigt.
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12A und 12B sind
Darstellungen zur Erläuterung
der Funktionsweise des Druckes aus 11.
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13A und 13B sind
Graphen zur Veranschaulichung der Charakteristik der Reflexionsdichte
in Abhängigkeit
zur Tintenschichtdicke.
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14 ist
ein Graph zur Veranschaulichung der Charakteristik der Reflexionsdichte
in Abhängigkeit
zur Rollenhärte.
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15 ist
ein Graph zur Veranschaulichung der Charakteristik der Reflexionsdichte
in Abhängigkeit
der Kompressionskraft des Thermodruckkopfes auf die Rolle.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
dieser Erfindung wird im nachfolgenden anhand der angefügten Abbildungen
erläutert.
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Als
erstes wird die alternierende Ansteuerung des Heizelements des Thermodruckkopfes
als Bestandteil einer Ausführungsform
dieser Erfindung, im Detail, ein Verfahren zum Drucken durch Anordnen
von Punkten in Zick-Zack-Formen erläutert.
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Die
alternierende Ansteuerung der Heizelemente des Thermodruckkopfes
ist ein Verfahren zur Ansteuerung der ungeradzahligen Heizelemente
der ungeradzahligen Zeilen für
jede Druckzeile und der geradzahligen Heizelemente der geradzahligen
Zeilen für
jede Druckzeile.
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Sofern
Heizelemente in dieser Weise angesteuert werden, werden die Druckpunkte
in Zick-Zack-Form ausge richtet und bilden das in 1 dargestellte
Bild. Hier ist die Haupt-Rasterrichtung/Abtastrichtung die Richtung,
in der die Heizelemente des Heizdruckkopfes (Thermodruckkopfes) angeordnet
sind, und die Nebenrasterrichtung/Abtastrichtung ist die zur Hauptrasterrichtung/Abtastrichtung
orthogonal verlaufende Richtung.
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2 zeigt die Heizelemente des Heizdruckkopfes
und die Temperaturverteilung in der Tintenschicht des Thermoübertragungsbandes.
Referenzziffer 2 der 2 zeigt
die Heizelemente des Heizdruckkopfes. Wenn alle Heizelemente gleichzeitig zum
Drucken eines Bildes anstelle der alternierenden Ansteuerung der
Heizelemente angesteuert werden, entstehen Wärmebeeinträchtigungen aufgrund des geringen
Abstandes zwischen den angrenzenden Heizelementen 2 und
die Temperaturverteilung befindet sich in einem flachen Stadium
(wie in 2A anhand der durchgezogenen
Linie gezeigt). Das bedeutet, daß kein Temperaturkontrast zwischen
den benachbarten Heizelementen 2 existiert. Daher können die
Punktabmessungen nicht genau moduliert werden und es wird schwierig,
den multiplen Abstufungsdruck zu erstellen.
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Andererseits
ist – für den Fall
einer alternierenden Ansteuerung ohne die Ansteuerung der benachbarten
Heizelemente 2 für
jede Druckzeile – der Abstand
zwischen den benachbarten Heizelementen weit (im Detail: der Abstand
entspricht dem doppelten Heizelementabstand in der Anordnung) und
die Wärme
wird über
das Heizelement 2 abgeführt,
das nicht im Druckheizkopf angesteuert wird (dargestellt in 2B).
Dadurch entsteht kaum eine Wärmebeeinträchtigung
und die Temperaturverteilung ist in einer steilfallenden Form (dargestellt durch
die durchgezogene Linie b in 2B). Das
bedeutet, daß die
Temperatur zwischen den Heizelementen 2 kontrastierend
ist. Daher ermöglicht
die alternierende Ansteuerung eine sichere Bildung isolierter Punkte.
Ferner kann die Punktgröße sicher
demoduliert werden, ohne daß eine
Beeinträchtigung
durch angrenzende Punkte entsteht, so daß durch Nutzung des multiplen Abstufungsdrucks
die Bereichsabstufung ermöglicht.
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3A und 3B zeigen
die grobe Struktur der Druckheizkopf-Heizelemente und die entsprechende
Temperaturverteilung in der Tintenschicht. 4A und 4B zeigen
eine grobe Struktur des Druckheizkopfes. In dieser Ausführungsform
ist der Thermodruckkopf ein Kanten-Typ eines Thermodruckkopfes 3 wie
in 4A gezeigt, in dem die Heizelemente 2 im
Nahbereich der Kanten des Thermodruckkopfes 3 angeordnet
sind. Der Kanten-Typ des Thermodruckkopfes kann durch Neidung in
der tangentialen Richtung des Druckabschnittes der Druckrolle eingebaut
werden (wie in 11 gezeigt), so daß Druckmedien
einfach zugeführt
werden können (was
an weiterer Stelle erläutert
wird). Ferner liegt ein Vorzug in den geringen Abmessungen des Systems, da
der benötigte
Raum gegenüber
einem ebenen Druckkopf geringer ist.
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Ferner
wird beim Kanten-Typ des Thermodruckkopfes 3 dieser Ausführungsform
ein Pixel durch zwei Heizelemente 2a und 2b in
einem Set geformt, wie es in 3A gezeigt
ist. Der Strom für
die Heizelemente durchläuft
zwei Heizelemente 2a und 2b in Reihe und fließt durch
einen Ansteuerungsschaltkreis (nicht abgebildet) zurück zur Stromquelle, wie
in 3a durch die Pfeile dargestellt. Das bedeutet,
daß der
Stromschaltkreis bis auf die Verkabelung zur Stromquelle mit den
Heizelementen oder anderen Sets keine gemeinsamen Leitungen nutzt.
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Andererseits
formt der normale Ebene-Typ des Thermodruckkopfes 4 durch
seine Struktur einen Pixel durch ein Heizelement 2 (wie
in 4B gezeigt). Der Strom für die Heizelemente durchläuft die Heizelemente 2 und
fließt
mittels einer gemeinsamen Elektrode 5, die mit allen Heizelementen
verbunden ist (wie in 4B durch die Pfeile dargestellt),
zurück zur
Stromquelle.
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5A und 5B zeigen
elektrische Ersatzschaltungen und verdeutlichen diesen Stromfluß. 5A zeigt
den Schaltkreis für
den Kanten-Typ des Thermodruckkopfes 3 und 5B zeigt
den Schaltkreis für
den Ebenen-Typ des Thermodruckkopfes. Ri1 und Ri2 in 5A sind
elektrische Widerstände der
Heizelemente 2a und 2b. R1 in 5B zeigt
den elektrischen Widerstand des Heizelements 2 und Rc beschreibt
den elektrischen Widerstand der gemeinsamen Elektrode 5.
Das Heizelement 2 des Ebenen-Typs des Thermodruckkopfes 4 kann
durch eine parallel geschaltete Gruppe aus Widerständen in Reihe
geschaltet mit einer gemeinsamen Elektrode 5 veranschaulicht
werden (wie in 5b dargestellt). Da der Widerstand
Rc gegenüber
dem Widerstand Ri geringer ist, kann der Spannungsabfall vernachlässigt werden,
wenn nur wenige Heizelemente angesteuerte werden.
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Wenn
jedoch die Anzahl der angesteuerten Heizelemente zunimmt, kann der
Wert über
aller Heizelemente, die eine Gruppe paralleler Widerstände bilden,
abfallen und damit kann der Spannungsabfall des Widerstandes Rc
nicht vernachlässigt
werden. Damit fällt
die Spannung bezogen auf die Heizelemente und der Heizwert verringert
sich. Das bedeutet, daß der
sich Heizwert mit der Anzahl der angesteuerten Heizelemente ändert. Andererseits ändert sich
im Kanten-Typ des Thermodruckkopfes 3 die Spannung bezogen
auf die Heizelemente nicht entsprechend der Anzahl der angesteuerten
Heizelemente, da es keine gemeinsame Elektrode 5 gibt (wie in 5A dargestellt).
Daher benötigt
der Kanten-Typ des Thermodruckkopfes 3 keine Steuerung entsprechend
der Anzahl der angesteuerten Heizelemente wie beim Ebenen-Typ des
Thermodruckkopfes 4, wodurch der Vorteil entsteht, daß die Ansteuerungssteuerung
vereinfacht ist.
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Ferner
bilden im Kanten-Typ des Thermodruckkopfes 3 die Heizelemente 2a und 2b ein
Set und die Temperaturverteilung in der Tintenschicht ist im zentralen
Abschnitt der Heizelemente hoch und zwischen den Heizelementen 2a und 2b etwas
geringer, jedoch ist die Temperatur im zentralen Abschnitt der Pixel
nicht hoch.
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Demgegenüber wird
im Ebenen-Typ des Thermodruckkopfes 4 ein Heizelement 2 geheizt
und die Temperaturverteilung in der Tintenschicht ist im zentralen
Abschnitt des Heizelementes 2 hoch (wie in 3B dargestellt).
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Wenn
die Heizelemente alternierende angesteuert werden, müssen die
angrenzenden Heizelemente auf eine Übertragungstemperatur geheizt
werden. Dadurch steigt die Temperatur in den Zentren der Heizelemente übermäßig und
ein Brechen des Tintenbandes ist möglich. Im Gegensatz dazu hat
der Kanten-Typ des Thermodruckkopfes 3, in dem die hohen
Temperaturabschnitte im Nahbereich der angrenzenden Heizelemente
sind und der zentrale Abschnitt der Pixel keine hohe Temperatur
erreicht, den Vorzug, daß das
Tintenband nicht reißt,
auch wenn die Heizelemente alternierend angesteuert werden.
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Im
Folgenden werden das Zwischenübertragungsmedium
und das Thermo-Übertragungstintenband
als Bestandteil dieser Ausführungsform
erläutert.
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6 zeigt
schematisch die Struktur des Zwischenübertragungsmediums als Bestandteil
dieser Ausführungsform.
Das Zwischenübertragungsmedium 6 besteht
in seiner Oberfläche
aus einem langen film-geformten Trägermaterial 7, das
mit einer separaten wachs-enthaltenden Schicht 8, einer harz-ethaltenden
Schutzschicht 9 und einer Empfangsschicht 10 (in
der genannten Reihenfolge) beschichtet ist. Für das Trägermaterial finden film-geformte
synthetische Harze wie zum Beispiel Polyethylen-Terephthalat (im
Weiteren vereinfacht als PET bezeichnet) oder Polyethylen-Naphthalat
Verwendung. In dieser Ausführungsform
wird ein 25 μm
dickes PET verwendet.
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Vom
Empfänger 10 wird
gefordert, daß dieser
kompatibel mit der Tintenschicht des Tintenbandes ist, welches an
weiterer Stelle beschrieben wird, eine glatte Empfängeroberfläche hat,
und Urethanharze, Epoxidharze, Acrylharze, Styreneharze oder aus
diesen Harzen gemischte Harze verwendbar sind.
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In
dieser Ausführungsform
wird ein gemischter Harz, vorwiegend bestehend aus Urethanharzen und
Epoxidharzen, mit einer Schutzschicht 9 der Dicke 5 μm beschichtet.
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Hier
ist die Schutzschicht 9 versehen mit Fälschungs- und Änderungsschutzmaßnahmen
(beispielsweise werden häufig
Hologramme verwendet). In dieser Ausführungsform wird eine mit einem
Hologramm versehene Schutzschicht 9 verwendet. Die Dicke
der Schutzschicht 9 dieser Ausführungsform beträgt 10 μm.
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7 zeigt schematisch die Struktur eines Thermo-Übertragungstintenbandes als
Bestandteil dieser Ausführungsform.
Ein Thermo-Übertragungstintenband 11 beinhaltet
eine Gelb-Tintenschicht 13, eine Magenta-Tintenschicht 14,
eine Cyan-Tintenschicht eine schwarze Tintenschicht 16 und
eine fluoreszierende Tintenschicht 17. Diese Tintenschichten
sind als multiple thermosicherbare Farbtintenschichten in einer
Linie auf einem langen film-geformten Unterstützungsbestandteil 12 in
der oben genannten Reihenfolge angeordnet. Hier sind die Tintenschichten 13–17 nicht
notwendiger Weise in der oben beschriebenen Reihenfolge angeordnet,
aber sie können
in der Reihenfolge angeordnet werden, die von der entsprechend Transparenz
des Tintenbandes abhängt.
Die fluoreszierende Schicht 17 ist in einer Struktur, in
der ein fluoreszierendes Pigment oder eine fluoreszierende Farbe
leuchtend sichtbar wird, wenn ultraviolette Strahlen angewendet
und an einem Bindemittel gestreut werden.
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Der
Unterstützungsbestandteil 12 ist
ein 2–6 μm dicker
synthetischer Harzfilm, zum Beispiel PET. In dieser Ausführungsform
wird 4,5 μm
dickes PET verwendet. Die Tintenschichten 13–17 haben
anorganische und organische Pigmente und feine Körner sind in dem aus Harz bestehenden
Bindemittel verteilt.
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Für das Bindemittel
werden thermosicherbare, farblose transparente oder leicht gefärbte transparente
Harze mit einem Schmelzpunkt im Bereich 60 bis 100°C wie zum
Beispiel Vinylacetat-vinylchlorid-Copolymer, Vinylacetat-ethylen-Copolymer,
gesättigtes
Polyesterharz, Epoxidharz, Acrylharz oder Styrolharz zweckgemäß verwendet.
In dieser Ausführungsform
wird im Hinblick auf die Kompatibilität mit dem Zwischenübertragungsmedium 6 gesättigtes Polyesterharz
als Hauptbestandteil verwendet. Ferner dienen die feinen Partikel
als Pigmentdispersionsmittel. In dieser Ausführungsform werden Silikate verwendet.
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Ferner
werden in dieser Ausführungsform die
gewünschten
Farben durch Farbtintenpunkte realisiert, die in einer bestimmten
Reihenfolge plaziert werden. Daher werden, sofern die vorangehende übertragende
Tintenschicht dick ist, die übertragenen Punkte
durch den unebenen Zustand der Punkte stark beeinträchtigt und
eine fehlerhafte Übertragung oder
gebrochene Punkte kann entstehen. Daher sollten die Tintenschichten 13–17 so
dünn wie
möglich sein.
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Zum
Umsetzung von Hervorhebungen ist es notwendig, die Punkte so klein
wie möglich
abzubilden. Zur Abbildung kleiner Punkte sind dünne Tintenschichten gefordert.
Wie später
noch erläutert
wird, liegen die gewünschten
Dicken der Tintenschichten 13–17 im Bereich 0.4
bis 1 μm.
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In
dieser Ausführungsform
liegt die Dicke der Tintenschichten bei 0,4 μm. Obwohl die Dicke der Tintenschichten
der jeweiligen Farben gegenüber dem
Verhältnis
zur Überlagerungsreihenfolge
und Druckdichte der Tintenpunkte geändert wurde, ist die Dicke
aller Tintenschichten in einen geringeren Bereich von 0,4 bis 1 μm gefallen.
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Im
Weiteren wird das Drucksystem als ein Bestandteil dieser Ausführungsform
erläutert. 8 zeigt
schematisch die Struktur des Drucksystems in dieser Ausführungsform.
Das Druckersystem besteht in dieser Struktur aus einem Personal
Computer (im Weiteren vereinfacht als PC bezeichnet), der mit einer
Anzeige 42 ausgestattet ist und über ein wechselseitiges Kommunikationsmittel 44 mit
dem Drucker 43 verbunden ist. Der PC 41 hat einen
Bildprozessor als ein Bilderstellungsmittel und einen Bilderstellungsprozessor 46 als
Bilderstellungsmittel. Ferner verfügt der Drucker 43 über einen
Drucksteuerschaltkreis 47 als Drucksteuermittel.
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Als
Eingabedaten der Bilddaten für
das Drucken durch den Drucker 43 dienen zum Beispiel Gesichtsbilddaten,
Zeichenabbildungsdaten und andere mehrwerten Bilddaten von einem
Scanner oder einer Digitalkamera (nicht dargestellt). Im PC 41 werden zum
Beispiel für
die Bildverarbeitung oder für
die Farbkonvertierung die Gesichtsbilddaten und Zeichenabbildungsdaten
und andere mehrwertige Bilddaten als Eingabedaten für den Bildprozessor
verwendet. Ferner werden Zeichenabbildungen von einem gewünschten
Zeichensatz in Bitmap-Daten umgewandelt.
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Die
Multi-Bild-Daten und Zeichenabbildungsdaten werden durch den Bildprozessor 45,
der Bestandteil der Bilderstellung im Bilderstellungsprozessor ist,
verarbeitet und in Bitmap-Daten konvertiert. Das bedeutet, daß im Bilderstellungsprozessor 46 die
Eingabedaten dahingehend beurteilt werden, ob es sich um Zeichenabbildungen
oder mehrwertige Bilder handelt. Wenn das Ergebnis der Beurteilung "Zeichenabbildungsdaten" ist, werden die
Zeichenabbildungsdaten an den Drucksteuerschaltkreis 47 des
Druckers 43 als zu druckende Bilddaten gesendet.
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Wenn
das Ergebnis der Beurteilung "mehrwertige
Bilddaten" ist,
zum Beispiel infolder der Pixelanordnung gemäß 9 und 10,
werden die mehrwertigen Bilddaten an den Drucksteuerkreis 47 des
Druckers 43 als zu druckende Bilddaten gesendet. 9 zeigt
die Pixel-Anordnung der Bilddaten, die vom Bildprozessor 45 an
den Bilderstellungsprozessor 46 gesendet wurden. Die Ziffern
in der Abbildung sind Nummern der Pixel-Zeilen in der Hauptrasterrichtung
und in der Nebenrasterrichtung. Die Pixel in einer Zeile in der
Nebenrasterrichtung (zum Beispiel Nebenrasterzeile Nummer 1 bis
zu den Hauptrasterzeilennummern 1-512) werden, nachdem sie als Daten
zur Steuerung des Thermodruckkopfes erstellt und dann an den Ansteuerschaltkreis
im Thermodruckkopf (nicht dargestellt) übertragen wurden, durch Ansteuerung
des Thermodruckkopfes ausgedruckt.
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Bei
der alternierenden Ansteuerung werden die ungeradzahigen Heizelemente
der ungeradzahligen Zeilen in der Nebenrasterrichtung und die geradzahligen
Heizelemente der geradzahligen Zeilen der Nebenrasterrichtung alternierend
für jede
Druckzeile durch den Thermodruckkopf angesteuert. Daher werden die
Bilddaten nicht gedruckt (die Heizelemente werden nicht angesteuert),
das bedeutet, daß,
wie in 10 dargestellt, "O"-markierte Daten in diesem Beispiel
im Zick-Zack angeordnet sind und Pixel-Daten, die gemäß der Bilddaten
gedruckt werden, in den nicht "O"- markierten Abschnitten
angeordnet sind.
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Daher
wird im Bilderstellungsprozessor 46 die in 9 dargestellte
Bildanordnung in eine in 10 dargestellte
Bildanordnung umgewandelt und an den Drucksteuerschaltkreis 47 des
Druckers 43 als zu druckende Bilddaten gesendet.
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Ferner
wird der Druckschaltkreis 47 und der PC 41 an
ein wechelseitiges Kommunikationsmittel 44 wie zum Beispiel
SCSI (Small Computer System Interface) oder USB (Universal Serial
Bus) angeschlossen, und die zu druckenden Bilddaten und das Druckstartsignal
werden vom PC 41 zum Druckschaltkreis 47 des Druckers 43 gesendet.
Der Druckschaltkreis 47 des Druckers 43 empfängt die
vom PC 41 über
das wechselseitige Kommunikationsmittel 44 empfangenen
Bilddaten, wandelt diese in Steuerdaten für den Thermodruckkopf um oder
steuert alle Druckvorgänge.
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Die
Pixel-Anordnung für
die alternierende Ansteuerung wird durch den Bilderstellungsprozessor 46 des
PC 41 wie oben beschrieben erzeugt und der Drucksteuerschaltkreis 47 des
Druckers 43 wird nur zur Konvertierung der Pixel-Anordnung
in Druckkopfansteuerungssignale benötigt, so daß der Schaltkreis nicht komplex
ist. Daher kann der Druckschaltkreis 47 einfacher und günstiger
hergestellt werden.
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Nachfolgend
wird der in 8 dargestellte Drucker 43 im
Detail erläutert.
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11 zeigt
schematisch die Struktur des Druckers 43. In 11 befindet
sich ein Thermodruckkopf 22 als Thermo-Druckmittel an einer
Druckrolle 21. Der Thermodruckkopf 22 ist ein
wie oben beschriebener Kanten-Typ Thermodruckköpfe und befindet sich abnehmbar
an der Druckrolle 21, so daß dazwischen das oben genannte
Thermo-Übertragungstintenband 11 und
das Zwischenübertragungsmedium 6 liegen.
Das Thermo-Übertragungstintenband 11 wird
zwischen die Druckrolle 21 und dem Thermodruckkopf 22 durch
einen Zuführungskern 23 bereitgestellt
und durch einen Aufnahmekern 24 aufgenommen.
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An
der Aufnahmeseite des Zwischenübertragungsmediums 6 nahe
der Druckrolle 21 befindet sich eine Einspannrolle 25 zum
Empfang und Förderung
des Zwischenübertragungsmediums 6.
An der Einspannrolle befindet sich eine Einspannung 26 zur Einspannung
des Zwischenübertragungsmediums 6. An
der Ausgabeseite der Einspannrolle 25 befindet sich eine
Förderrolle 27 zur
Förderung
des ausgegebenen Zwischenübertragungsmediums 6.
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Vor
der Förderrolle 27 befinden
sich eine Heizrolle 27 als Übertragungsmittel und eine
Gegenrolle 29, die gegenüberliegend der Heizrolle 28 angeordnet
ist. Die Heizrolle 28 führt
das Zwischenübertragungsmedium 6,
das über
das Förderband 27 bereitgestellt
wird, über
ein Druckmedium 30 (nicht dargestellt), das separat bereitgestellt
wird, und drückt diese
mit der Gegenrolle zusammen, und überträgt die auf dem Zwischenübertragungsband 6 gedruckten
Bilddaten auf das Druckmedium 30, indem während ihrer
Drehung das Zwischenübertragungsmedium 30 erwärmt wird.
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Das
Zwischenübertragungsmedium 6 wird zwischen
Druckwalze 21 und Thermodruckkopf 22 vom Bereitstellungskern 31 bereitgestellt
und dann der Heizrolle 29 über die Einspannrolle 25 und
die Förderrolle 27 zugeführt. Nachdem
eine Bild- und Schutzschicht 9 des Zwischenübertragungsmediums 6 auf
ein Druckmedium 30 übertragen
wurde, wird das Zwischenübertragungsmedium 6 von
dem Aufnahmekern (nicht dargestellt) über eine Abscheidungsrolle 32 aufgenommen.
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In
einer solchen Struktur wird, wenn das Druckstartsignal vom PC 21 bereitgestellt
wird, das Thermo-Übertragungstintenband 11 durch
den Aufnahmekern 24 bis zur Druckstartposition aufgerollt. Dann
wird, wenn das Zwischenübertragungsmedium 6 durch
die Einspannung 26 und die Einspannrolle 25 eingespannt
ist, der Thermodruckkopf 22, das Thermo-Übertragungstintenband 11 und
das Zwischenübertragungsmedium 6 gegen
die Druckrolle 21 unter dem gewünschten Druck gedrückt und
der Druckvorgang wird gestartet.
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Der
Thermodruckkopf 22 wird durch das vom Drucksteuerschaltkreis 47 gesendete
Ansteuersignal, das gemäß den Bilddaten
ist, angesteuert, die Spannrolle 25 rotiert mit einer der
Druckgeschwindigkeit entsprechenden Rotationsgeschwindigkeit, während das
Zwischenübertragungsmedium
durch die Einspannung und die Einspannrolle 25 wie in 12A eingespannt wird. Auf diese Weise ist der Druckvorgang
realisiert. Zu diesem Zeitpunkt wird die Druckrolle in Bezug auf
das Problem der Positionsgenauigkeit zwangsweise rotiert.
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Wenn
der erste Farbdruck abgeschlossen ist, wird der Thermodruckkopf 22 und
das Thermo-Übertragungstintenband 11 vom
Zwischenübertragungsmedium 6 getrennt.
Andererseits werden zum Zeitpunkt des Druckvorgangs der Bereitstellungskern 31 und
die Einspannrolle 25 in dazu umgekehrter Richtung rotiert
und das Zwischenübertragungsmedium 6 wird
bis zur Druckstartposition zur Seite des Bereitstellungskerns 31 zurückgerollt. Dann
wird der Druckvorgang noch mal wiederholt und das Drucken eines
Bildes in drei Farben ist realisiert.
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Wenn
alle drei Farbdrucke vollständig
sind, wird das Zwischenübertragungsband 6 zur
Seite des Bereitstellungskerns 31 bis zur Druckstartposition durch
den Bereitstellungskern 31 und der Einpannrolle 25 zurückgerollt.
Das Zwischenübertragungsmedium 6 wird
von der Einspannung 27 freigesetzt.
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Danach
wird das Zwischenübertragungsmedium 6,
welches von der Einspannung 27 freigesetzt ist, der Heizrolle
durch die Förderrolle 27 zugeführt (wie
in 12B dargestellt). Wenn das Zwischenübertragungsmedium 6 der
Heizrolle 28 zugeführt wird,
wird ein weiteres Druckmedium von der Druckmediumvorratsablage (nicht
dargestellt) bereitgestellt. Die Führungskante des Bildbereichs
des Zwischenübertragungsmediums 6 wird
an die des Druckmediums 30 angepasst und die Zwischenheizrolle 6 wird
an das Druckmedium 30 durch die Heizrolle 28 und
die Gegenrolle 29 angedrückt. Dann wird, während des
Heizens des Zwischenübertragungsmediums 6 durch
Rotation der Heizrolle 28, die Empfangsschicht 10 und
die Schutzschicht 9 des Zwischenübertragungsmediums 6 auf
das Druckmedium 30 übertragen
und das Druckmedium 30 wird auf die Seite der Abscheidungsrolle 32 entladen.
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Die
Abscheidungsrolle 32 trennt die Trägerschicht 7 von der
trennbaren Schicht 8 des Zwischenübertragungsmediums 6 und überträgt die Schutzschicht 9 und
die Empfangsschicht 10 auf ein Druckmedium 30.
Wenn die ablaufende Kante des Druckmediums 30 die Heizrolle 28 passiert,
ist der Übertragungsvorgang
abgeschlossen. Wenn der Übertragungsvorgang
des Zwischenübertragungsmediums 6 abgeschlossen
ist, wird das Zwischenübertragungsmedium 6 durch
den Bereitstellungskern 31 bis zur Startposition des Zwischenübertragungsmediums 6 zurückgerollt
und der Vorgang, der ähnlich dem
zuvor beschriebenen ist, wird wieder gestartet.
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Nachfolgend
wird der Arbeitsgang und die Wirkung des Thermo-Übertragungstintenbandes 11, die
Druckrolle 21 und die Anpreßkraft des Thermodruckkopfes 22 mit
der Druckrolle 21 in dieser Ausführungsform erläutert.
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13A und 13B zeigen
repräsentative Reflexionsdichten
eines mehrwertigen Bildes, wenn die Dicke der Schwarztintenschicht
geändert
wird. 13A zeigt eine reproduzierbare
minimale Dichte, während 13B die maximale Dichte zeigt. Die in den 13A und 13B gezeigten
Dichten sind Durchschnittsdichten beim Druck von Abstufungsmustern
durch den Drucker 43. Die Minimum- und Maximum-Dichten
bei 10 Punkten wurden mittels dem Macbeth Densiometer gemessen.
Obwohl eine benötigte
minimale Dichte in Abhängigkeit
des Bildes variiert, ist die gewünschte
Dichte unter 0,2, da die Aufgabe dieser Ausführungsform vorwiegend der Druck
von Gesichtsbildern ist. In 13A ist
die Dicke der Tintenschicht für
eine Reflexionsdichte unter 0,2 kleiner oder gleich 1,0 μm.
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Obwohl
die benötigte
maximale Dichte abhängig
vom Bild variiert, sind Werte von 1,5 und größer für den Zweck des Druckens von
Gesichtsbildern gewünscht.
Gemäß 13B ist bei einer maximalen Dichte von 1,5 oder
mehr die Dicke der Tintenschicht 0,4–1,0 μm. In dieser Ausführungsformwerden
alle Tintenschichten auf 1 μm
oder geringer gesetzt und daher ist es nicht nur möglich, mehrwertige
Bilder zu drucken sondern auch binäre Bilder mit ausreichender
Dichte zu erstellen und hochqualitative Bilder zu erzielen, auch
wenn eine Tintenschicht verwendet wird.
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14 zeigt
die Verteilung der schwarzen Tinte eines mehrwertigen Bildes anhand
der Reflexionsdichte, wenn die Gummihärte der Druckrolle 21 geändert wurde.
Der Abstand zwischen zwei horizontalen Zeilen (die Län ge der
vertikalen Zeilen) in 14 kennzeinet die Standardabweichungen.
Die in 14 gezeigten Standardabweichung
gezeigt, die bei gedruckten Halbton-Massiv-Mustern mit einer Reflexionsdichte
1,0 entstanden sind, wurden bei Dichten von 10 Punkten mittels des
Macbeth Densiometers gemessen.
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Wenn
Gesichtsbilder gedruckt werden, ist es wünschenswert, daß eine Reproduzierbarkeit
der Halbton-Bereiche
besonders zufrieden stellen ist und der Bereich der Verteilung wünschenswert
bei +/– 1% oder
weniger liegt.
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Wenn
die Gummihärte
der Druckrollen bei 80° oder
darüber
sind (wie in 14), kann der Bereich der Verteilung
(die Standardabweichung) unter +/– 1% gebracht werden. Anders
ausgedrückt:
Es ist erkennbar, daß eine
Gummihärte
der Druckrollen 21 über
80° erforderlich
ist.
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15 zeigt
die Verteilung der Reflexionsdichte eines mehrwertigen Bildes, wenn
die Druckkontaktkraft zwischen Thermodruckkopf 22 und der Druckrolle 21 geändert wird.
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Der
Abstand zwischen zwei horizontalen Zeilen (die Länge der vertikalen Zeilen)
in 15 zeigt die Standardabweichungen. In 15 ist
die Standardabweichung dargstellt, die bei gedruckten Halbton-Massiv-Mustern
mit einer Reflexionsdichte 1,0 entstanden sind und die Dichten bei
10 Punkten wurden mittels des Macbeth Densiometers gemessen. Die
Verteilung der Reflexionsdichte kann auf +/– 1% abgesenkt werden, wenn
die Kontakt druckkraft 3,0 N/cm oder größer ist.
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Wie
oben beschrieben, ist es gemäß der Erfindung
möglich,
ein thermisches Übertragungsdruckverfahren,
ein Thermoübertragungstintenband und
ein Drucksystem für
den Druck mehrwertiger Bilder wie hoch-farbverlaufende Farbbilder,
binäre
Bilder wie Zeichen-Abbildungen und fluoreszierende Bilder mit Fälschungs-/Änderungsschutz
zu erstellen.