DE69306401T2

DE69306401T2 - Datenanzeige mit laserstrahlen

Info

Publication number: DE69306401T2
Application number: DE69306401T
Authority: DE
Inventors: Kenneth West Hutt; Laurence John Robinson
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1992-08-20
Filing date: 1993-08-19
Publication date: 1997-03-27
Anticipated expiration: 2013-08-20
Also published as: WO1994004365A1; DE69306401D1; EP0656833A1; GB9217705D0; US5717450A; EP0656833B1; JPH08501159A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Einrichtungen zur Datenaufzeichnung (welcher Ausdruck das Drucken umfaßt) unter Verwendung eines Laserstrahls, und bezieht sich insbesondere, obgleich nicht ausschließlich, auf das Farbstoff-Thermotransfer-Drucken.
Bei dem Farbstoff-Thermotransfer-Drucken wird Wärme auf ausgewählte Pixelbereiche eines Farbstoffblatts übertragen, um zu verursachen, daß Farbstoff auf ein benachbartes Farbstoffaufnahmeblatt übertragen wird, um einen Druck zu bilden.
Die Druckgeschwindigkeit ist durch die Farbstoffübertragungsrate bestimmt, welche von der Leistung der Wärmequelle abhängt, und die Druckauflösung ist durch die Punktgröße bestimmt, auf welche die Quelle fokusiert werden kann. Für ein Hochgeschwindigkeits- und Hochauflösungsdrucken ist daher eine Quelle mit hoher strahlungsleistung erforderlich, und Laser haben sich als vorteilhaft erwiesen.
Es sind viele verschiedene Laserquellen verwendet worden, wobei alle ihre eigenen speziellen Probleme aufweisen. Beispielsweise weisen durch Bogenlampen gepumpte Nd:YAG-Laser den Nachteil auf, daß sie groß, teuer und ineffizient sind und aufgrund der kurzen Lebenszeit der Lampen eine regelmäßige Wartung erfordern. Das Ersetzen der Bogenlampen durch Felder von Laserdioden kann die Größe und das Leistungsvermögen derartiger Laser verbessern, sie bleiben jedoch teuer und etwas ineffizient.
Laserdioden selbst können auch als Quellen verwendet werden; sie erzeugen jedoch stark divergente und asymmetrische Strahlen mit relativ geringer Leistung. Ein derartiger Drucker ist beispielsweise in dem Dokument EP-A-0 060 641 offenbart.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine Datenaufzeicheneinrichtung vorzusehen, welche bezüglich der momentan vorgesehenen eine alternative und vorteilhafte Laserquelle aufweist, und sie sieht gemäß einem ersten Aspekt eine Einrichtung vor, in welcher die Datenaufzeichnung durch einen Laserstrahl durchgeführt wird, wobei ein Faserlaser als eine Laserstrahlquelle vorgesehen ist.
Ein Faserlaser umfaßt im wesentlichen eine optische Faser, deren Kern (normalerweise Siliciumdioxid) mit einem geeigneten Material zum Erzeugen einer Laserwirkung dotiert ist (normalerweise ein Metall der seltenen Erden, wie z.B. Neodym oder Erbium), und bei welchem ein Resonanzraum beispielsweise durch Vorsehen von dichroitischen Spiegeln an den Fasereingangs- und -ausgangsenden gebildet ist, um bei den Laserwellenlängen eine Rückkopplungsverstärkung vorzusehen, während dem Pumplicht ein Eintreten in das Fasereingangsende ermöglicht wird und dem Laserlicht ein Austreten aus dem Ausgangsende ermöglicht wird. Wie nachfolgend detaillierter beschrieben, ist die bevorzugte Form eines Faserlasers ein Doppelkerntyp, welcher einen durch einen Pumpkern umgebenen inneren Laserkern aufweist, welcher Pumpkern wiederum durch eine äußere Ummantelung umgeben ist. Vorzugsweise ist der Laserkern mit Neodym dotiert.
Der Faserlaser kann durch irgendeine geeignete Quelle gepumpt werden, wie z.B. eine Laserdiode oder ein Laserdiodenfeld, welches mit dem Ende des Faserlasers durch Zwischenfaser- Optikelemente oder durch geometrisches Multiplexen unter Verwendung geeigneter Multiplex-Optikeinrichtungen gekoppelt ist. Die Faserkopplung ist einfacher und die Faserausgänge können stumpf auf das Faserlaserende gekoppelt oder darauf abgebildet werden. Wenn der Faserlaser einen doppelten Kern aufweist, dann wird das Pumplicht in den Pumpkern eingekoppelt und der Laserkern wird effizient von der Seite gepumpt, wenn das Pumplicht sich entlang des Pumpkerns bewegt.
Faserlaser weisen bezüglich den bekannten Techniken eine Anzahl signifikanter Vorteile auf. Sie sind weniger teuer als traditionelle Festkörper Nd:YAG-Laser, da es deutlich einfacher ist, eine Glasfaser herzustellen als einen YAG-Kristall zu wachsen. Ferner ist die Effizienz des Faserlasers größer, da das Laserlicht im wesentlichen auf den Faserkern beschränkt ist und es nur minimale seitliche Verluste gibt.
Ferner ist, wenn der Faserlaser vom Ende her gepumpt wird, das Pumplicht ebenso auf den Kern eingeschränkt und kann durch die Spiegel vorwärts und rückwärts reflektiert werden, wodurch die Absorption des Pumplichts während mehrerer Durchläufe des Lichts entlang der Länge der Faser ermöglicht wird und somit die Quelleneffizienz weiter erhöht wird.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß die Faserlaserlänge, und somit die Laserkernlänge und der Pumplichtweg, auf eine geeignete gewünschte Ausgangsleistung und Effizienzanforderungen eingestellt werden können und daß der Faserlaser aufgewickelt werden kann, um eine kompakte Konfiguration vorzusehen, welche leicht in beispielsweise einem beschränkten Raum eines Kopierers anordenbar ist.
Ein spezieller Vorteil im Zusammenhang mit der Datenaufzeichnung und insbesondere mit dem Drucken ist, daß ein Faserlaser einem gewundenen Weg folgen kann, in einfacher Art und Weise gemeinsam mit optischen Standardfasern montiert werden kann und daß das Strahlausgangsende leicht justiert werden kann, so daß es in eine gewünschte Richtung weist. Daher wird die Strahlabgabe vereinfacht und die Strahlausrichtung ist leicht steuerbar. Somit kann der Faserlaser selbst in praktischer Weise einen Hochqualitäts-Ausgangsstrahl direkt auf einen gewünschten Ort in einer Druckeinrichtung abgeben, während er durch eine kostengünstige und kompakte Laserquelle, wie z.B. eine Diode oder ein Diodenfeld (welches selbst nur einen Strahl mit geringer Qualität vorsieht) gepumpt wird. Das mögliche Erfordernis für eine Stromabwärts-Abgabe-Faser und die damit verbundenen optischen Koppler in einer Druckmaschine, welche herkömmliche Laserquellen verwendet (die zusätzliche Kosten und Komplexität hinzufügen können und eine Strahlverschlechterung verursachen) können vermieden werden.
Die Lichtausgabe von dem Faserlaser kann auf ein Aufzeichnungsmedium in bekannter Art und Weise gerichtet werden, und in einer bevorzugten Ausführungsform wird der Faserlaser stationär gehalten und seine Ausgabe wird durch optische Transfer- und Abtastelemente, wie z.B. Spiegel, rotierende Polygone und Kollimator- und Fokusierlinsen, auf ein Aufzeichnungsmedium geleitet und über dieses bewegt.
In einer weiteren Ausführungsform wird das Ausgangsende des Faserlasers selbst bewegt, beispielsweise vorwärts und rückwärts, um den Abtastvorgang vorzusehen. Bei dieser Anordnung kann die Faserlaserausgabe auf das Aufzeichnungsmedium durch separate optische Transfer- und Fokusierelemente, wie die vorangehenden, auf das Aufzeichnungsmedium geleitet und fokusiert werden. Diese Elemente würden jedoch dann erfordern, daß sie ziemlich groß sind, um sicherzustellen, daß sie den ganzen Schwenkbereich des Abtaststrahls umfassen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist daher das Ausgangsende des Faserlasers derart angeordnet, daß es direkt auf das Aufzeichnungsmedium weist, und weist optische Fokusierelemente an sich auf. Dies ermöglicht, daß die optischen Elemente in ihrer Größe klein sind, und da sie an dem Faserlaserende angebracht sind, ist sichergestellt, daß sie immer korrekt mit dem Faserlaserausgang ausgerichtet sind. Der Faserlaser wird vorzugsweise derart bewegt, daß sein Ausgangsstrahl eine flache Ebene abtastet, anstelle einer gekrümmten Ebene (welche durch einen Abtastspiegel erzeugt wird), und somit sind keine korrigierenden Flachfeldoptikelemente erforderlich.
In einer weiteren Ausführungsform kann eine Mehrazhl von Faserlasern verwendet werden, und ihre Ausgangsenden können in ein eng zusammengepacktes Feld gebündelt werden. Die Strahlen von einem derartigen Feld können in einer der vorangehend beschriebenen Arten abtasten, oder sie können alternativ stationär gehalten werden und das Aufzeichnungsmedium kann bezüglich diesen quer bewegt werden. Als eine Variation dazu kann das Feld zweidimensional sein und den gesamten Druckbereich abgedecken, so daß kein Abtasten erforderlich ist.
Der Ausgangsstrahl des Faserlasers muß normalerweise moduliert werden, so daß er entweder vollständig an ist oder vollständig aus ist, oder er muß einen Leistungsausgabebereich zwischen diesen Zuständen aufweisen. Dies kann beispielsweise durch Modulieren der Pumpquelle erreicht werden, beispielsweise durch Modulieren der Stromzufuhr zu einem Laserdiodenfeld und/oder durch Vorsehen irgendeines geeigneten Mittels, das zum Modulieren des Ausgangsstrahls wirkt. Das Modulatormittel könnte beispielsweise die Form von elektrooptischen, magnetooptischen, akustooptischen Modulatoren oder LCD-Elementen aufweisen, die am Ausgangsende der Faser vorgesehen sind. Beim Drucken und bei anderen Arten der Datenaufzeichnung wird die Modulation der Lichtquelle durch einen Mikroprozessor gesteuert.
In einer bevorzugten und besonders vorteilhaften Ausführungsforrn umfaßt der Faserlaser einen zentralen Laserkern, welcher durch einen Pumpkern mit geringerem Brechungsindex umgeben ist, der wiederum durch eine äußere Ummantelung mit noch geringerem Brechungsindex umgeben ist (der Pumpkern bildet die Ummantelung für den Laserkern).
Bei einem derartiger Faserlaser kann der Pumpkern ein mehrmodiger Kern mit relativ großem Durchmesser und hoher numerischer Apertur sein. Dies ermöglicht eine effiziente Kopplung des Pumplichts, beispielsweise aus einer Anzahl von Laserdioden, in den Pumpkern. Der Laserkern wird effektiv von der Seite gepumpt, wenn das Pumplicht sich entlang der Länge der Faser vorwärts und rückwärts bewegt und innerhalb des Pumpkerns eingeschlossen ist, und, da das End-Pumpen des Laserkerns von geringer oder keiner Bedeutung ist, können die Abmessungen des Laserkerns für die Datenauf zeichnung optimiert werden. Somit kann der Laserkern einen kleinen Durchmesser und eine geringe numerische Apertur aufweisen, so daß der Ausgangsstrahl von dem Faserlaser ebenso eine geringe numerische Apertur und einen kleinen Durchmesser aufweisen wird. Dies ermöglicht eine physikalisch kleine Apertur mit geringem numerischen Wert und daher können kostengünstige Strahlabgabeoptikelement verwendet werden.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Laserkern derart dimensioniert sein, daß er schmal genug ist, um nur eine einzige Transversalmode des Laserstrahls zu unterstützen. Dies ermöglicht, daß der Ausgangsstrahl auf seine kleinstmögliche Punktgröße fokusiert wird, was die Quelle besonders geeignet zur Verwendung beim Hochauflösungsdrucken und zu einer so dicht als möglichen Datenspeicherung in einem Medium macht. Innerhalb dieser einmodigen Grenze ist es bevorzugt, daß der Laserkerndurchmesser groß genug ist, um jede übermäßige Beugungsdiffergenz des Laserstrahls beim Austritt aus dem Laserkern zu vermeiden.
Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind alle in der Lage, Strahlen mit hoher Leistung und kleinem Durchmesser und geringer numerischer Apertur vorzusehen, welche direkt zu einem Aufzeichnungsmedium ohne einer Verschlechterung der Strahlqualität abgegeben werden können.
Obgleich die Verwendung eines Faserlasers beim Drucken hevorgehoben worden ist, bezieht sich die Erfindung ebenso auf andere Arten der Datenaufzeichnung, wie z.B. auf Kompaktdisks, wo Gruben auf die Diskettenoberfläche geätzt werden, oder wo die magnetische Feldorientierung von Pixelelementen eines Materials geändert wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt erstreckt sich die Erfindung ferner auf ein Verfahren zum Aufzeichnen von Daten, in welchem ein Laserstrahl von einem Faserlaser zum Durchführen der Datenaufzeichnung verwendet wird, wobei es bevorzugt ist, einen Doppelkern-Faserlaser zu verwenden, welcher einen Strahl mit einer einzigen Transversalmode erzeugt, wobei die Faser durch ein Feld von Laserdioden vom Ende her gepumpt wird.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun, lediglich anhand von Beispielen, mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
Figur 1 ein schematisches Diagramm einer Druckeinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
Figur 2 ein Diagramm ist, welches die mehrfaserige Pumpeingangsgeometrie der Einrichtung der Figur 1 zeigt;
Figur 3 ein Diagramm der übertragungs- und Abtastoptikelemente einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
Figur 4 ein schematisches Diagramm einer Druckeinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsforrn der Erfindung ist; und
Figur 5 ein schematisches Diagramm einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist.
Wenn man sich der Figur 1 zuwendet, so umfaßt die Druckeinrichtung 1 einen Faserlaser 2, welcher einen Laserstrahl 3 ausgibt. Um das Drucken durchzuführen, tastet der Laserstrahl 3 über die Breite eines Druckmediums 4, wie z.B. einem Farbstoffabgabeband, und ist moduliert, um ausgewählte Pixelbereiche, über welche der Strahl 3 hinwegläuft, zu erhitzen/aktivieren. Der gestrichelte Kasten A zeigt den Faserlaseraufbau und Pumpdetails.
Der Faserlaser 2 umfaßt einen inneren Laserkern 5, welcher mit einem geeigneten Material, wie z.B. Neodym dotiert ist, und einen äußeren Pumpkern 6 mit geringerem Brechungsindex und eine äußere Ummantelung 7 mit noch geringerem Brechungsindex. Dichroitische Spiegel 8 sind an jedem Ende des Faserlasers 2 vorgesehen, um einen Resonanzraum für die Laserwirkung vorzusehen und um das Pumplicht vor und zurück zu reflektieren. Der Eingangsspiegel ermöglicht, daß Pumplicht eintritt, während der Ausgangsspiegel ermöglicht, daß Laserlicht austritt.
Ein Feld von Laserdioden 9 umfaßt die Pumpquelle. Die Ausgangsstrahlen 10 von den Laserdioden 9 sind in jeweilige Leitungsfasern 11 durch Linsen 12 gekoppelt und die Fasern 11 sind an ihren Ausgangsenden gebündelt, um physikalisch zu ermöglichen, daß alle Strahlen 10 durch eine geeignete Abbildungslinse 14 in den Faserlaserpumpkern 6 gekoppelt werden.
Ein Leistungsbedarffür das Drucken kann ungefähr 5 Watt betragen, und bei einer Konversionseffizienz in dem Faserlaser von 30-50 % ist eine Pumpleistung von ungefähr 10-16 W erforderlich. Um diese Pumpanforderung zu erfüllen, ist beispielsweise die Ausgabe von zehn 1W-Laserdioden erforderlich, und da zwei Laserdiodenstrahlen durch im Stand der Technik bekannte Mittel in eine einzige optische Faser eingekoppelt werden können, können typischerweise fünf optische Leitungsfasern zu dem Pumpkern 6 gekoppelt sein.
Die Geometrie für diese Kopplung ist in Figur 2 gezeigt, in welcher die Ausgangsenden 13 der fünf optischen Leitungsfasern 11 dem Eingangsende des Faserlasers 2 überlagert dargestellt sind.
Um eine optimale Kopplung der Laserdiodenstrahlen 10 in die Fasern 11 sicherzustellen, weisen letztere eine numerische Apertur von ungefähr 0,35 NA auf, und in gleicher Weise weist der Pumpkern 6 ebenso eine numerische Apertur von ungefähr 0,35 NA auf. Ferner wird der Pumpkerndurchmesser im Bereich von 0,2 bis 1 mm sein, um die mehreren auf sein Eingangsende fokusierten Abgabe fasern anzunehmen.
Das Pumplicht 10 wird in den Faserlaserpumpkern 6 eingestrahlt und in dem Laserkern 5 absorbiert. Das Pumplicht 10 ist im wesentlichen innerhalb des Pumpkerns 6 eingeschlossen, mit geringen seitlichen Verlusten, und wird entlang der Faserlaserlänge durch die Spiegel 8 hin und her reflektiert. Dies führt zu einer hohen Pumpeffizienz, da die Länge, über welche das Pumplicht absorbiert werden kann, groß ist.
Da der Laserkern 5 effizient von der Seite gepumpt wird, werden diesem durch die Pumpquelle keine Beschränkungen auferlegt, und somit können seine Dimensionen für die Datenaufzeichnung und das Drucken optimiert werden. Daher weist der Laserkern 5 einen Durchmesser von ungefähr 10 µ oder weniger auf, um sicherzustellen, daß eine einzige Transversallasermode angeregt wird. Dies ermöglicht, daß der Ausgangsstrahl 3 auf seine kleinste Punktgröße fokusiert wird. Der Laserkerndurchmesser wird innerhalb dieser Grenze hoch gehalten, um sicherzustellen, daß der Strahl 3 beim Austritt aus dem Faserlaserende nicht zu stark gebeugt wird.
Die Länge des Faserlasers 2 kann zwischen 0,1 und 10 m betragen und wird derart ausgewählt, daß eine optimale optische Kopplung des Pumplichts 10 in den Laserkern erhalten wird, ohne den Faserlaser 2 übermäßig lang oder voluminös zu machen.
Der Laserstrahl 3, welcher von dem Faserlaser 2 ausgegeben wird, wird durch eine Eingangskollimatorlinse 15 parallel gemacht, welche typischerweise eine F2,5, 20 mm Brennweitenlinse mit 10 mm Durchmesser ist und welche einen kollimierten Strahl mit 8 mm erzeugt.
Der kollimierte Strahl 3 tastet durch einen Galvanometerspiegel 16 über die Breite eines Druckmediums 4 mit einem Winkel von ungefähr ± 30º und wird auf das Medium 4 durch eine F25, 200 mm Brennweiten-Flachfeldlinse 17 fokusiert, welche den Brennpunkt des Abtaststrahls derart anpaßt, daß er auf einer flachen Ebene, anstelle auf einer gekrümmten, liegt.
Das Medium 4 wird in einer Richtung quer zum Abtaststrahl 3 durch ein Transportmittel 18, beispielsweise Zuführ- und Aufnahmerollen 19, bewegt. Ein Bild wird Linie nach Linie gedruckt, wenn das Medium 4 sich an dem Abtaststrahl 3 vorbeibewegt.
Um ein gewünschtes Bild zu erzeugen, muß der Laserstrahl 3 geeignet moduliert werden, so daß er nur ausgewählte Pixelelemente erhitzt, wenn er das Medium 4 abtastet. Dies kann durch gleichzeitige synchronisierte Strommodulation der Laserdioden 9 und/oder durch einen Modulator 20 erreicht werden, wie z.B. einen Akusto-Optik-Modulator, welcher in dem Weg des Ausgangsstrahls 3 vorgesehen ist.
Ein Mikroprozessor 21, welcher ein Pixeldatenmittel 21a, ein Zeilengeneratormittel 21b und ein Rahmengeneratormittel 21c aufweist, kann zum Synchronisieren des Laserstrahls, des Mediumtransports und der Modulation verwendet werden und zum Steuern der Modulation beruhend auf Steuersignalen 22 beispielsweise von einer Videovorrichtung oder einer elektronischen Ruhebildkamera 23.
Als eine alternative Ausführungsform zu derjenigen eines einzigen Faserlasers 2, und wie in Figur 3 gezeigt, kann eine Anzahl an Faserlasern 2 an deren Enden zusammengebündelt sein, um ein Faserlaserfeld 24 zu erzeugen. Die Faserlaserausgangsstrahlen 25 von diesem Feld können in der gleichen Art und Weise wie der einzige Laserstrahl 3 in der ersten Ausführungsform abtasten, und die optischen Elemente sind die gleichen.
Wenn das Feld 24 groß ist, beispielsweise 5 mm von einer Seite zur anderen, dann wird der Galvanometerspiegel 16 am besten so nahe wie möglich an der hinteren Brennpunktebene der Eingangskollimatorlinse 15 angeordnet, wo die Strahlen 25 ihre kleinste Querschnittsfläche aufweisen. Dies ermöglicht, daß die Größe, und somit die Maße, des Spiegels 16 minimal gemacht wird. Würde die Linse 15 so wie in der ersten Ausführungsform verwendet werden, so wäre die hintere Brennpunktebene 20 mm hinter der Linse 15, und, wenn aus irgendeinem Grund es nicht möglich ist, den Spiegel 16 so nahe zu positionieren, dann kann ein Pupillenrelaissystem (nicht gezeigt) beispielsweise in der Form eines Einheitsvergrößerungs-Afocalteleskops verwendet werden, um diese Pupille mit minimaler Querschnittsfläche von der Eingangskollimatorlinse 15 weiter weg zu übertragen.
Eine dritte Ausführungsform der Erfindung ist in Figur 4 gezeigt, in welcher das optische Abtasten der vorherigen Ausführungsformen durch mechanisches Abtasten ersetzt ist.
Neben diesem Aspekt ist jedoch die Einrichtung zu derjenigen, welche in Figur 1 gezeigt ist, gleich und gleiche Elemente sind in gleicher Weise bezeichnet.
In dieser dritten Ausführungsform ist der Faserlaser 2 verlängert, so daß er dem Druckmedium 4 gegenüberliegt Eine Kollimator- und Fokusier-Optikeinheit 26 ist am Ende des Faserlasers 2 angebracht und ein mechanisches Abtastmittel 27 ist vorgesehen und umfaßt ein Transportband 28, welches um ein Paar von Scheiben 29 gespannt ist, von welchen eine durch einen Motor 30 angetrieben ist. Der Faserlaser 2 ist an dem Band 26 über die optische Einheit 26 angebracht und wird durch Betätigung des Motors 30 im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn vorwärts und rückwärts hin- und herbewegt. Wenn der Faserlaser 2 sich hin- und herbewegt, tastet der Ausgangsstrahl das Medium 4 ab und wird durch die Strommodulation der Laserdioden 9 moduliert und/oder durch einen Modulator (nicht gezeigt), der in der optischen Einheit 26 aufgenommen ist.
In dieser Ausführungsform sind keine kostenintensiven Flachfeld-Fokusieroptikelemente erforderlich (siehe 17 in Figur 1), da der Ausgangsstrahl 2 in einer flachen Ebene abtastet. Ferner müssen die optischen Elemente in der Einheit 26 nicht so groß sein, wie diejenigen in Figur 1, da sie sich nicht über einen Strahl-Abtastbereich erstrecken müssen.
Wenn man sich der Figur 5 zuwendet, so ist dort eine weitere Farbstoff-Thermotransfer-Druckeinrichtung 31 gezeigt, in welcher ein Aufnahmeband 32 und ein Farbstoffabgabeband 33 zwischen dem Spalt zwischen einer Druckrolle 34 und einer Stützplatte 35 geführt sind. Das Aufnahmeband 32 umfaßt eine Farbstoffaufnahmeschicht auf einem Tragesubstrat, während das Abgabeband 33 eine Farbstoffschicht (aus Farbstoff und Laserlicht absorbierendem Material, die in einem Bindemittel dispergiert sind) auf einem Tragesubstrat umfaßt.
Die Stützplatte 35 und das Aufnahmeband 32 sind für das Laserlicht 36 von der Faserlaserquelle 37 transparent. Das Laserlicht 36 tastet über das Farbstoffabgabeband 33 durch Drehen eines Polygonspiegels 38, und eine Flachfeldlinse 39 ist zwischen dem Polygon 38 und einer Stützplatte 35 vorgesehen, um sicherzustellen, daß das Laserlicht 36 über das Farbstoffabgabeband in einer flachen Fokusebene, anstelle einer gekrümmten, tastet.
Das Laserlicht 36 von dem Faserlaser 37 wird durch einen akusto-optischen Modulator 40 gepulst, wenn das Polygon 38 das Licht 36 über das Abgabeband 33 bewegt, und die Laserimpulse sind mit der Rotation des Polygons 38 synchronisiert, so daß jeder Impuls einen ausgewählten Pixelbereich des Abgabebands 33, der entlang der Abtastlinie liegt, erhitzt. Somit wird, während das Abgabeband 33 und das Aufnahmeband 32 über die Rolle 34 bewegt werden, ein Druckbild Pixellinie nach Pixellinie in der Aufnahmeschicht des Aufnahmebands 32 erzeugt.

Beispiel

Um die Erfindung zu illustrieren, ist ein Farbstoffblatt präpariert worden, welches für eine Nd-dotierte Faserlaserquelle (1060 nm) empfindlich ist. Seine Zusammensetzung ist wie folgt:

Absorberschicht:

Celluloseacetatphthalat (von Eastman Kodak) 2,8 g
Cymel 303 (von American Cyanamid) 0,28 g
p-Toluolsulfonsäurekatalysator 0,14 g
1-Methoxy-2-propanol 12,6 g
Methanol 5,25 g
Methylethylketon 8,75 g
IRA** (gelöst in 44 g Methylenchlorid) 1 g

Farbstoffschicht:

UDEL (von Union Carbide) 40 9
Magentafarbstoff* 25 g
Methylenchlorid 500 9
* verwendeter Magentafarbstoff: N-2-Acetoxyethyl-4-(4-cyano-3- methylisothiazol-5-ylazo)-N- ethyl-3-methylanilin:
** verwendeter IR-Absorber: N-Tetra-n-butylammonium-bis- (mercaptonaphthol)nickel:
Die Beschichtungen sind unter Verwendung eines Meyer-Streifens auf einen 23 µ 5-Grad Melinex (ICI) PET-Film gelegt worden, wobei die Absorberbeschichtungen in jedem Fall bei 100ºC 5 Minuten ausgeheizt worden sind, bevor die Farbstoffschicht auf die Oberseite aufgetragen worden ist. Die sich ergebenden Absorptionseigenschaften der so hergestellten Farbstoffblättern war wie folgt:
Ein Aufnahmeblatt, umfassend eine Farbstoff-kompatible Beschichtung auf transparentem O-Grad Melinex (ICI) und das Farbstoffblatt sind, so wie in Figur 5, durch die Anwendung von 1 atm Druck gegen einen Bogen gehalten worden, um einen Laserbrennpunkt beizubehalten. Ein Nd-dotierter Doppel-Ummantelungsfaserlaser ist verwendet worden, wie er beispielsweise durch Minelly et al in der 1991 Research Revies der Universität von Southampton und dem University College London Optoelectronics Research Centre beschrieben ist. Dieser Faserlaser sieht, wenn er mit einer Pumpleistung von 500 mW bei 808 nm versorgt wird, ungefähr 150 mW einer 1,06 µm Einzelmodenlaserstrahlung vor. Nach dem Durchgang durch das optische System sind ungefähr 75 mW Leistung als ein 25 µm-Durchmesserstrahl verfügbar, welcher durch den Akusto-optik-Modulator moduliert wird, und dieser Strahl tastet das Medium durch den Galvanometerscanner ab, um Blöcke von Magenta auf den Empfänger zu drucken.
Die Energie wird im wesentlichen durch die IR-Absorptionsschicht absorbiert, welche den Film erhitzt und ermöglicht, daß Farbstoff von dem Farbstoffblatt auf den Empfänger übertragen wird. Durch Variieren der Impulszeitdauer werden verschiedene optische Dichten in einer kontinuierlichen Helligkeitsbasis erhalten, wobei eine Impulszeit von 30 µs einer Druck-OD von ungefähr 1,0 entspricht.
Die vorangehenden Ausführungsformen sind nur spezifische Beispiele der vorliegenden Erfindung und es können verschiedene Variationen in Betracht gezogen werden. Beispielsweise könnte der Faserlaser der dritten Ausführungsform durch eine Mehrzahl von zusammengebündelten Faserlasern, welche ein Feld bilden, ersetzt werden, und in allen Ausführungsformen könnten anstelle der Verwendung der Abbildungslinsen 14 zum Einstrahlen des Pumplichts 10 in den Pumpkern 6, die Leitungsfasern 11 stumpf auf das Eingangsende des Pumpkerns 6 gekoppelt sein. Ferner ist es nicht nötig, dichroitische Spiegel 8 an beiden Enden des Faserlasers zu verwenden, und es kann nur einer, am Eingangsende, oder gar keiner verwendet werden. Ferner können andere Verfahren und Mittel zum Modulieren der Faserlaserausgabe verwendet werden und der Faserlaser muß nicht von dem Doppelkerntyp sein. Der Faserlaser könnte durch eine einzige Laserdiode gepumpt werden, anstelle des Feldes, wenn die Leistungsanforderungen dies gestatten, und es könnten tatsächlich andere geeignete Pumpmittel anstelle der Laserdioden verwendet werden.

Claims

1. Datenaufzeicheneinrichtung, in welcher die Datenaufzeichnung durch einen Laserstrahl bewirkt wird, worin ein Faserlaser mit einem Laserkern und einer äußeren Ummantelung als die Laserstrahlquelle vorgesehen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, worin der Faserlaser einen Laserkern, einen den Laserkern umgebenden Pumpkern und eine den Pumpkern umgebende äußere Ummantelung umfaßt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, worin der Laserkern mit Neodym dotiert ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, worin der Pumpkern ein mehrmodiger Kern ist.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Laserkern derart bemessen ist, daß er nur eine einzige Transversalmode des Laserlichts unterstützt.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Faserlaser vom Ende her gepumpt wird.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin eine oder mehrere Laserdioden zum Pumpen des Faserlasers verwendet werden.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Faserlaser stationär gehalten ist und optische Elemente vorgesehen sind, um die Faserlaserausgabe über das Aufnahmemedium zu führen.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin das Ausgangsende des Faserlasers bewegbar angebracht ist, so daß das Tasten des Laserstrahls über ein Aufzeichnungsmedium durch Bewegung des Faserlaserausgangsendes durchgeführt werden kann.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, worin optische Fokusierelemente an dem Ausgangsende des Faserlasers angebracht sind.

11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin eine Mehrzahl von Faserlasern an deren Ausgangsenden zusammengebündelt ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, worin die Faserlaserausgangsenden in einem zweidimensionalen Feld gebündelt sind.

13. Thermotransfer-Druckeinrichtung, umfassend eine Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

14. Farbstoff-Thermotransfer-Druckeinrichtung, umfassend eine Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12.

15. Farbstoffdiffusions-Thermotransfer-Druckeinrichtung, umfassend eine Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12.

16. Verfahren zum Aufzeichnen von Daten, worin ein Laserstrahl von einem Faserlaser zum Bewirken der Datenaufzeichnung verwendet wird.