DE69927217T2 - Verfahren zur Ausbildung eines Empfangselements - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Bereitstellung eines wasserbasierenden Farbmittelbildes auf einem Empfangselement mit einem Informationsbild.
  • Bislang wurden hochwertige Bilder mit Thermodruckern erzeugt. In einem typischen Thermodrucker wird ein Bild in drei Durchgängen ausgebildet. Zunächst wird ein Farbmittelfeld, das beispielsweise gelb ist, in Übertragungsbeziehung mit einem Empfangselement gebracht, worauf das Farbmittelfeld in einem Muster erwärmt wird, das dem Gelbanteil eines herzustellenden Bildes entspricht. Anschließend werden die Blaugrün- und Purpurrotanteile des Bildes in ähnlicher Weise ausgebildet. Das fertige Farbbild auf dem Empfangselement ist ein Halbtonbild und kann in vielen Fällen mit Bildern von fotografischer Qualität konkurrieren.
  • In einer Bauart von Thermodruckern, die farbige Bilder drucken, enthält ein Geberelement eine sich wiederholende Reihe beabstandeter Bildfelder aus verschiedenfarbigen, wärmeübertragbaren Farbmitteln. Thermische Farbmitteltransferdrucker weisen den Vorteil einer echten Halbtondichteübertragung auf. Dies wird durch Variieren der an jedes Heizelement angelegten Energie erreicht, wodurch in dem Empfangselement ein Bildpixel mit variabler Dichte entsteht. Das Geberelement ist zwischen einem Empfangselement, beispielsweise beschichtetem Papier, und einem Druckkopf angeordnet, der beispielsweise aus einer Vielzahl einzelner Heizwiderstände besteht. Wenn ein bestimmter Heizwiderstand erregt wird, erzeugt er Wärme und bewirkt die Übertragung des Farbmittels auf das Empfangselement. Die Dichte oder Dunkelheit des gedruckten Farbmittels ist eine Funktion der Energie, die von dem Heizelement auf das Empfangselement wirkt.
  • Üblicherweise wird nach dem Drucken eines Bildes eine Schutzschicht aufgebracht, um eine Beschädigung des Bildes zu vermeiden. Die Parallelanmeldung US-A-5,369,077 beschreibt das Hinzufügen von Block-Copolymeren zum Empfangselement und das Auftragen einer Schutzschicht auf dem Empfangselement, um ein Haften am Farbmittelfeld zu verhindern. Obwohl das Bild hierdurch wirksam geschützt wird, leidet darunter die Möglichkeit, Informa tionen aufzubringen, die über wasserlösliche Farben oder Pigmente übertragen werden, wie beispielsweise eine Gummistempelmarkierung. Gummi- oder Polymerstempelmarkierungen bestehen normalerweise aus wasserlöslichen Farben oder Pigmenten. Der thermische Druckvorgang ermöglicht die Bereitstellung von Bildern für Identifizierungszwecke, beispielsweise Pass- und Visabilder sowie kleine Bilder, die für Schule, Beruf oder Club verwendet werden. Wenn Bilder für Identifizierungszwecke verwendet werden, müssen die Bilder und die Dokumente, auf denen die Bilder befestigt werden, möglicherweise offiziell abgestempelt werden. In den meisten Fällen handelt es sich bei diesem Stempel um ein offizielles Siegel aus Gummi. Der Gummistempel wird benutzt, um das offizielle Siegel auf dem Dokument und dem Bild aufzubringen. Das Markierungsmedium ist eine wasserlösliche Tinte oder ein Pigment, das von dem Material, auf dem es aufgebracht wird, absorbiert wird. Im Falle eines Thermomediums wird während des Druckvorgangs eine transparente Schutzschicht aufgebracht, die wasserbeständig ist und somit eine Haftung eines Gummistempels unmöglich macht. Parallelanmeldung US-A-5,614,464 beschreibt die Zugabe perfluorierter Alkylsulfonamidester-Copolymere zur Verbesserung der Beschreibbarkeit des Empfangselements. Diese Beschichtung kann andererseits zur Haftung von wasserbasierenden Tinten oder Farbstoffen beitragen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Oberfläche zu erzeugen, die Informationen aufnimmt, die in einem wasserbasierenden Farbmittel mitgeführt werden, wie dies bei einem Gummi- oder Polymerstempel der Fall ist.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Ausbildung eines Empfangselements gelöst, das zur Aufnahme eines durch einen Stempel oder ähnliches übertragenen, auf wässrigem Farbmittel basierenden Bildes ausgelegt ist, mit folgenden Schritten:
    • (a) Bereitstellen einer Bildempfangsstruktur mit: (i) einem Träger; und (ii) einer Informationsempfangsschicht, die zur Aufnahme aufgezeichneter Informationen ausgelegt ist, wobei diese Informationsempfangsschicht über dem Träger ausgebildet ist; und
    • (b) Ausbilden von Informationen in der Informationsempfangsschicht durch (i) Bewegen eines Farbmittelgeberelements mit einer Vielzahl übertragbarer Farbmittelfelder und einem Feld mit einem hydrophilen Material in übertragbare Beziehung mit der Empfangsschicht und (ii) Übertragen von Farbmitteln aus Farbmittelfeldern auf die Bildempfangsschicht;
    • (c) Ausbilden einer durchsichtigen, hpydrophoben Schutzschicht über der Informationsempfangsschicht;
    • (d) Ausbilden einer hydrophilen Schicht über der Informationsempfangsschicht, die derart gewählt ist, dass sie ein auf wässrigem Farbmittel basierendes Bild aufnehmen kann; und
    • (e) Ausbilden eines auf wässrigem Farbmittel basierenden Bildes in der hydrophilen Schicht, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (d) die hydrophile Schicht durch Übertragen hydrophilen Materials aus dem hydrophilen Feld des Geberelements aus Schritt (b)(i) erzeugt wird.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung wird die hydrophile Schicht mit einer Gelatine oder einem anderen Material mit ähnlichen Oberflächeneigenschaften hergestellt, die mit geeigneten Surfactants formuliert wird, so dass sie an der klaren hydrophoben Schutzschicht haften kann.
  • Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die hydrophile Schicht auf einem Empfangselement ausgebildet werden kann, auf dem bereits ein Informationsbild ausgebildet worden ist.
  • Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, dass auf die hydrophile Schicht ohne weiteres wasserbasierende Farbmittelbilder von einem Gummistempel aufgebracht werden können.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • Es zeigen
  • 1 ein schematisches Blockdiagramm einer Thermodruckvorrichtung, die Farbstoffbilder in einem Empfangselement nach dem Stand der Technik herstellt;
  • 2 eine Schnittansicht eines Empfangselements, das in der Vorrichtung aus 1 verwendet wird;
  • 3 ein Streifen eines typischen Farbmittelgeberelements in Bahnform, welcher von der Vorrichtung aus 1 verwendet wird;
  • 4 eine Schnittansicht eines Empfangselements, das in der Vorrichtung aus 1 verwendet wird, und die eine Thermodrucker-Beschichtungsvorrichtung zeigt, die auf dem Druck eine Empfangselementstruktur aufträgt;
  • 5 eine Vorderansicht eines Thermodruckers mit einer Beschichtungsvorrichtung, die auf dem Druck eine Empfangselementstruktur aufträgt;
  • 6 eine Schnittansicht entlang Linie A-A aus 5;
  • 7 eine Seitenansicht eines Gummistempels, der ein Stempelbild auf der Oberfläche des fertigen Drucks aufträgt;
  • 8 ein Bild, das der Gummistempel aus 7 auf der Oberfläche des fertigen Drucks aufgebracht hat; und
  • 9 einen Streifen eines typischen Farbmittelgeberelements in Bahnform mit Farbmittelfeldern, klaren hydrophoben Feldern und einem klaren hydrophilen Feld.
  • 1–6 sind nicht Teil der Erfindung, aber stellen Techniken zum Erfindungshintergrund dar und sind für das Verständnis der Erfindung nützlich.
  • 1 zeigt eine Thermodruckervorrichtung 10, die mit Empfangselementen 12 und einem Farbmittelgeberelement 14 in Bahnform arbeitet. Die Empfangselemente 12 in Form eines Bogens werden aus einem Fach 16 von einem nicht gezeigten herkömmlichen Zuführungsmechanismus nacheinander in eine Druckposition gebracht. Die Thermodruckervorrichtung 10 verwendet ein Farbmittelgeberelement 14, das üblicherweise einen Farbstoff als Farbmittel benutzt. Bei Erwärmung wird Farbstoff auf ein Farbstoffempfangselement übertragen. Allerdings sind auch Pigmente verwendbar, und die vorliegende Erfindung ist ebenfalls anwendbar, wenn die Druckvorrichtung ein Tintenstrahldrucker ist, weil in jeder dieser Situationen ein hydrophiles Bild von einem Stempel oder ähnlichem auf eine hydrophile Schicht übertragen wird, wie später beschrieben wird.
  • Wie in 2 gezeigt, besteht das Empfangselement 12 aus einer Bildempfangsstruktur 50, die einen Träger 56 umfasst. Der Träger 56 kann aus Papier oder Kunststoff bestehen, beispielsweise aus Polyethylenterephthalat oder Polyethylennapthalat. Alternativ hierzu kann er bahnförmig sein. Auf jedem Träger 56 ist eine Bildempfangsschicht 60 angeordnet, die Farbmittel von dem Farbmittelgeberelement 14 zur Ausbildung von Informationsbildern aufnimmt.
  • Wenn Farbstoff als Farbmittel dient, ist eine Sperrschicht 58 vorgesehen, um zu verhindern, dass Farbmittel in den Träger 56 eindringt. In dieser Situation wird die Bildempfangsschicht 60 auf der Sperrschicht 58 ausgebildet.
  • Wie in 1 gezeigt, wird im Betrieb eine Auflage 18 von einem Stellglied 20 in Druckposition gebracht, das das Empfangselement 12 gegen das Farbmittelgeberelement 14 drückt. Stellglieder sind in der Technik bekannt und können in Form mechanischer Gestänge, Magnetspulen oder als kleine Kolbenanordnungen oder ähnliches ausgebildet sein. Das Farbmittelgeberelement 14 wird in 3 als Bahn gezeigt und umfasst eine Reihe von Farbmittelfeldern. Diese Farbmittelfelder können blaugrün 64a, gelb 64b und purpurrot 64c sein, und sie werden nacheinander in Bildübertragungsbeziehung mit dem Farbmittelgeberelement 14 gebracht. Jeder Reihe der Farbstofffelder 64a–c folgt ein Schutzschichtfeld 66, das aus einem Material ausgebildet ist, das eine klare hydrophobe Schutzschicht 62 bilden kann.
  • Das Farbmittelgeberelement 14 wird mittels eines an die Aufnahmewalze 26 gekoppelten Antriebsmechanismus 28 von einer Zuführwalze 24 zu einer Aufnahmewalze 26 geführt. Der Antriebsmechanismus 28 umfasst einen Schrittmotor, der das Farbmittelgeberelement 14 in Bezug zum Empfangselement 12 schrittweise vorschiebt und stoppt.
  • Eine Steuereinheit 30 mit einem Mikrocomputer konvertiert digitale Signale, die dem gewünschten Bild aus einem Computer 32 entsprechen, in analoge Signale und sendet diese an das optische System 38, das den von einer Laserlichtquelle 34 erzeugten Laserstrahl moduliert. Die Laserlichtquelle 34 beleuchtet das Farbmittelgeberelement 14 und erwärmt dieses Farbmittelgeberelement 14, um die Übertragung von Farbmittel auf die Bildempfangsschicht 60 der Bildempfangsstruktur 50 zu bewirken. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis ein Informationsbild auf jeder der Bildempfangsstrukturen 50 ausgebildet ist. Alternativ hierzu kann eine Vielzahl von (nicht gezeigten) Geberwiderstandselementen vorgesehen sein, die in Kontakt mit dem Farbmittelgeberelement 14 stehen. Wenn ein Geberwiderstandselement erregt wird, erwärmt es sich, wodurch Farbmittel von dem Farbmittelgeberelement 14 auf das Empfangselement 12 in einem Muster zur Erzeugung eines Informationsbildes übertragen wird. Zur vollständigen Beschreibung dieser Art von Thermodruckvorrichtung siehe Parallelanmeldung US-A-RE 33,260. Selbstverständlich muss der Vorgang mit den blaugrünen, gelben und purpurroten Feldern 64a–c wiederholt werden, um das Informationsbild fertigzustellen. Ein zusätzlicher Durchgang besteht aus dem Übertragen einer klaren, hydrophoben Schutzschicht 62.
  • Wie in 4 gezeigt, hat die Bildempfangsschicht 60 der Bildempfangsstruktur 50 ein Informationsbild durch Übertragung von dem Farbmittelgeberelement 14 mithilfe der Thermodruckervorrichtung 10 empfangen. Nachdem das Farbmittelgeberelement 14 das Informationsbild erzeugt hat, wird die klare hydrophobe Schutzschicht 62 mithilfe der Thermodruckervorrichtung 10 übertragen. Wenn die Bildempfangsstruktur 50 aus der Thermodruckervorrichtung 10 in der von dem Pfeil 69 bezeichneten Richtung austritt, wird eine hydrophile Mischung 70, etwa eine Schicht aus einer Gelatine oder einem anderen Material mit ähnlichen Oberflächeneigenschaften, das mit den geeigneten Surfactants formuliert ist, wie Alkanol XC, Triton 200 oder Aerosol OT, auf die klare hydrophobe Schutzschicht 62 über eine Auftragsvorrichtung 72 aufgetragen, die aus einem Behälter 74, einem Applikator 76 und einem Antriebsmechanismus 78 besteht, um eine hydrophile Beschichtung 80 zu erzeugen. Der Applikator 76 kann auch andere Materialien auftragen, wie etwa synthetische Polymere, um die klare hydrophobe Schutzschicht zu erzeugen, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyvinylpyrollidon (PVP), Polyesterionomeren, Polyethylenoxid und Copolymeren von Vinylalkohol besteht.
  • 5 und 6 zeigen Teile eines Thermodruckers 82, der mit einer Auftragsvorrichtung 72 ausgestattet ist. Wenn der Thermodruck 84 aus dem Thermodrucker 82 austritt, wird eine hydrophile Mischung 70 aus Gelatine oder einem anderen Material mit ähnlichen Oberflä cheneigenschaften, das mit den geeigneten Surfactants formuliert ist, auf den Thermodruck 84 über einen Applikator 76 und Antriebsmechanismus 78 aufgetragen. Ein (nicht gezeigter) Antriebsmechanismus für den Thermodrucker 82 wird in Verbindung mit dem Antriebsmechanismus 78 (siehe 4) verwendet, um den Thermodruck 84 durch den Applikator 76 zu führen.
  • In einem nicht zur Erfindung zählenden Ausführungsbeispiel kann alternativ hierzu eine hydrophile Mischung 70 aus Gelatine oder einem anderen Material mit ähnlichen Oberflächeneigenschaften, das mit den geeigneten Surfactants formuliert ist, auf die klare hydrophobe Schutzschicht 62 über eine Aerosolsprüheinrichtung aufgetragen werden, um eine hydrophile Beschichtung 80 zu erzeugen.
  • In einem weiteren, nicht zur Erfindung zählenden Ausführungsbeispiel kann alternativ hierzu eine hydrophile Mischung 70 aus Gelatine oder einem anderen Material mit ähnlichen Oberflächeneigenschaften, das mit den geeigneten Surfactants formuliert ist, auf die klare hydrophobe Schutzschicht 62 über eine Walze aufgetragen werden, um eine hydrophile Beschichtung 80 zu erzeugen.
  • 7 zeigt einen Thermodrucker 84 in Seitenansicht. Eine hydrophile Beschichtung 80 wurde auf die klare hydrophobe Schutzschicht 62 des Thermodrucks 84 aufgetragen. Ein Gummistempel 88 wird benutzt, um ein offizielles Siegel 92 auf den Thermodruck 84 aufzutragen, das, wie in 8 gezeigt, ein Informationsbild 90 trägt. Die mit dem Gummi- oder Polymerstempel 88 aufgetragenen Farbmittel sollten selbstverständlich hydrophil sein, wobei es sich beispielsweise um Farbstoffe oder Pigmente handeln kann. Die diese Farbmittel enthaltenen Tinten sind in der Technik bekannt und werden in US-A-5,672,198 und US-A-4,469,464 beschrieben.
  • In dem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst das in 9 als Bahn dargestellte Farbmittelgeberelement 14 eine Reihe von Farbmittelfeldern 64a–c. Diese Farbmittelfelder können blaugrün 64a, gelb 64b und purpurrot 64c sein, und sie werden nacheinander in Bildübertragungsbeziehung mit dem Farbmittelgeberelement 14 gebracht. Jeder Reihe von Farbmittelfeldern 64a–c folgt ein Schutzschichtfeld 66, dem wiederum ein hydrophiles Feld 110 folgt. Ein zusätzlicher Durchgang umfasst die Übertragung eines hydrophilen Feldes 110. Das Übertra gen des hydrophilen Feldes 110 erzeugt eine klare hydrophile Schicht 80 über der klaren hydrophoben Schutzschicht 62 des Thermodrucks 84.
  • Weitere Merkmale der Erfindung sind nachfolgend aufgeführt.
  • Verfahren, worin die hydrophile Schicht mit Surfactants formulierte Gelatine enthält.
  • Verfahren, worin die hydrophile Schicht aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyvinylpyrollidon (PVP), Polyesterionomeren, Polyethylenoxid und Copolymeren von Vinylalkohol besteht.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Ausbildung eines Empfangselements, das zur Aufnahme eines durch einen Stempel oder ähnliches übertragenen, auf wässrigem Farbmittel basierenden Bildes ausgelegt ist, mit folgenden Schritten: (a) Bereitstellen einer Bildempfangsstruktur mit: (i) einem Träger; und (ii) einer Informationsempfangsschicht, die zur Aufnahme aufgezeichneter Informationen ausgelegt ist, wobei diese Informationsempfangsschicht über dem Trägerausgebildet ist; und (b) Ausbilden von Informationen in der Informationsempfangsschicht durch (i) Bewegen eines Farbmittelgeberelements mit einer Vielzahl übertragbarer Farbmittelfelder und einem Feld mit einem hydrophilen Material in übertragbare Beziehung mit dem Empfangselement und (ii) Übertragen von Farbmitteln aus Farbmittelfeldern auf die Bildempfangsschicht; (c) Ausbilden einer durchsichtigen, hpydrophoben Schutzschicht über der Informationsempfangsschicht; (d) Ausbilden einer hydrophilen Schicht über der Informationsempfangsschicht, die derart gewählt ist, dass sie ein auf wässrigem Farbmittel basierendes Bild aufnehmen kann; und (e) Ausbilden eines auf wässrigem Farbmittel basierenden Bildes in der hydrophilen Schicht, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (d) die hydrophile Schicht durch Übertragen hydrophilen Materials aus dem hydrophilen Feld des Geberelements aus Schritt (b)(i) erzeugt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, worin das wässrige Farbmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus wässriger Tinte und wässrigem Pigment besteht.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, worin die hydrophile Schicht mit Surfactants formulierte Gelatine enthält.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, worin die hydrophile Schicht aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyvinylpyrollidon (PVP), Polyesterionomeren, Polyethylenoxid und Copolymeren von Vinylalkohol besteht.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Farbmittelfelder in dem Geberelement blaugrün, purpurrot und gelb sind, die sequenziell auf die Bildempfangsschicht aufgetragen sind.
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