RU2176600C2 - Method for printing and printer - Google Patents

Method for printing and printer Download PDF

Info

Publication number
RU2176600C2
RU2176600C2 RU2000102208A RU2000102208A RU2176600C2 RU 2176600 C2 RU2176600 C2 RU 2176600C2 RU 2000102208 A RU2000102208 A RU 2000102208A RU 2000102208 A RU2000102208 A RU 2000102208A RU 2176600 C2 RU2176600 C2 RU 2176600C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radiation
paint
ink
carrier
source
Prior art date
Application number
RU2000102208A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000102208A (en
Inventor
А.С. Насибов
Original Assignee
Насибов Александр Сергеевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Насибов Александр Сергеевич filed Critical Насибов Александр Сергеевич
Priority to RU2000102208A priority Critical patent/RU2176600C2/en
Priority to PCT/RU2001/000032 priority patent/WO2001056800A1/en
Priority to AU32503/01A priority patent/AU3250301A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2176600C2 publication Critical patent/RU2176600C2/en
Publication of RU2000102208A publication Critical patent/RU2000102208A/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/382—Contact thermal transfer or sublimation processes
    • B41M5/38207—Contact thermal transfer or sublimation processes characterised by aspects not provided for in groups B41M5/385 - B41M5/395
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/435—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
    • B41J2/44—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using single radiation source per colour, e.g. lighting beams or shutter arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M7/00—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock
    • B41M7/0081—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock using electromagnetic radiation or waves, e.g. ultraviolet radiation, electron beams

Abstract

FIELD: highly efficient printers that can produce polychromatic products, whose quality of reproduction of image is similar to color photography on a wide class of medium (paper, plastic, polyethylene, etc.). SUBSTANCE: method consists in exposure of the printing ink applied onto a transparent backing to pulses of ultra-violet radiation used for control of intensity and position and directed to the regions of printing ink subject to transfer to the information carrier, selecting the characteristics of ultra-violet radiation and coordinating them withy the parameters of printing ink so that in the region of radiation incidence would arise a process of photochemical reaction causing a decomposition of part of the printing ink and its transfer to the information carrier. The printer has a source (sources) of ultra-violet radiation, elements of formation and control of radiation, printing ink carrier that is transparent for ultra-violet radiation, information carrier and members providing for movement of the carriers, application of printing ink and fixation of printing ink after printing. EFFECT: enhanced quality of printing. 30 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к способам и устройствам печати, использующим энергию излучения для переноса краски (чернил) непосредственно с носителя краски на носитель информации (бумагу, пластиковую карту, полиэтилен, и т.п. ) без промежуточных операций в реальном масштабе времени, т.е. для осуществления печати по принципу Computer to print. The invention relates to printing methods and devices using radiation energy for transferring ink (ink) directly from an ink carrier to an information medium (paper, plastic card, polyethylene, etc.) without intermediate real-time operations, i.e. for printing on the principle of Computer to print.

Сущность изобретения. Способ осуществляют, воздействуя на краску (далее под краской подразумеваются и вязкие чернила), нанесенную на прозрачную подложку, импульсами ультрафиолетового излучения, которыми управляют по интенсивности и положению и направляют на области краски, подлежащие переносу на носитель информации со стороны, противоположной стороне с нанесенной краской, выбирая характеристики УФ излучения и согласуя их с параметрами краски, таким образом, что в областях падения излучения возникает процесс фотохимической реакции, приводящий к разложению части краски, прилегающей к подложке и возникновению давления, выбрасывающего часть краски из области действия УФ излучения на промежуточный, или непосредственно на конечный носитель информации. SUMMARY OF THE INVENTION The method is carried out by acting on a paint (hereinafter referred to as viscous ink) applied to a transparent substrate with ultraviolet radiation pulses, which are controlled in intensity and position and sent to the ink areas to be transferred to the information carrier from the side opposite to the applied ink side choosing the characteristics of UV radiation and matching them with the paint parameters, so that in the areas of radiation incidence a photochemical reaction occurs, leading to decomposition part of the paint adjacent to the substrate and the occurrence of pressure ejecting part of the paint from the area of UV radiation to the intermediate, or directly to the final storage medium.

Печатающее устройство для реализации способа содержит источник (-ики) УФ излучения, устройство для формирования и управления излучением, прозрачный для УФ излучения носитель краски, носитель информации и элементы, обеспечивающие движение носителей, нанесение краски, очистку от краски и закрепление краски после печати. A printing device for implementing the method comprises a source (s) of UV radiation, a device for generating and controlling radiation, a carrier for paint transparent to UV radiation, a storage medium and elements for supporting the movement of carriers, applying ink, removing ink and fixing ink after printing.

Изобретение относится к классу высокопроизводительных аналоговых или цифровых печатающих устройств, типа Computer to print, которые могут создавать многокрасочную печатную продукцию, по качеству воспроизведения изображения близкую к цветной фотографии, на широком классе носителей (бумага, пластик, полиэтилен и т.п.). The invention relates to the class of high-performance analog or digital printing devices, such as Computer to print, which can create multicolor printed products, the quality of image reproduction is close to color photography, on a wide class of media (paper, plastic, polyethylene, etc.).

Известны способы печати, использующие энергию светового излучения для переноса краски (чернил) с носителя краски (печатной формы) на носитель информации. Общим принципом является использование световой энергии для создания давления, выбрасывающего или выдавливающего краску (чернила обычно на водной или спиртовой основе) с носителя краски на носитель информации. Для осуществления этой цели в известных способах печати используют два физических явления:
- нагрев излучением чернил с последующим испарением и выбросом чернил из ячеек, аналогично принтерам типа ink-jet, в которых для нагрева используется электрический ток;
- светогидравлический эффект (Диплом на открытие N 65 БИ N 19, 1969), возникающий в жидкости под действием лазерного излучения и сопровождающийся характерными признаками: самофокусировкой, образованием акустических волн и др.Known printing methods that use the energy of light radiation to transfer ink (ink) from an ink carrier (printing form) to an information carrier. The general principle is to use light energy to create pressure that ejects or squeezes paint (ink is usually water or alcohol based) from the ink carrier to the information carrier. To achieve this goal in the known printing methods use two physical phenomena:
- heating by ink radiation followed by evaporation and ejection of ink from the cells, similarly to ink-jet printers, in which electric current is used for heating;
- a light-hydraulic effect (Opening diploma N 65 BI N 19, 1969) that occurs in a liquid under the action of laser radiation and is accompanied by characteristic features: self-focusing, the formation of acoustic waves, etc.

В известных способах, использующих вышеприведенные эффекты для переноса краски, в качестве источника излучения используется лазер. С целью повышения эффективности устройства для концентрации энергии в малых объемах используют оптические методы фокусировки и элементы из сильно поглощающего лазерное излучение материала. In known methods using the above effects for ink transfer, a laser is used as a radiation source. In order to increase the efficiency of the device for energy concentration in small volumes, optical focusing methods and elements made of highly absorbing laser radiation material are used.

В известном способе и устройстве, использующим эффект лазерного нагрева, описанном в патенте США N 3798365 US CL 178/6 6a. Int. Cl G 03 G 15/04, опубликованном 19.03.74., излучение лазера фокусируют при помощи мозаики из микролинз в малые объемы (ячейки сетки), заполненные чернилами. Интенсивность лазера увеличивают до уровня нагрева, при котором наблюдается выброс чернил. In the known method and device using the laser heating effect described in US patent N 3798365 US CL 178/6 6a. Int. Cl G 03 G 15/04, published March 19, 74. Laser radiation is focused using a mosaic of microlenses into small volumes (grid cells) filled with ink. The laser intensity is increased to a heating level at which ink ejection is observed.

Другой способ применения лазерного излучения для выброса чернил, основанный на светогидравлическом эффекте описан в Российских патентах: RU N 2096183 С1, опубликованном 20.11.97. Бюл. N 32, RU 2082615 С1, опубликованном 27.06.97. Бюл. N 12 и RU 2088411 С1, опубликованном 27.08.97. Бюл. N 24. В патенте RU N 2096183 предложено использовать светогидравлический эффект для выброса чернил из сопла струйной печатающей головки. В патенте RU N 2082615 С1 печатная машина содержит печатную форму в виде сетки, а средство для избирательного продавливания краски выполнено в виде лазера с устройством для его фокусировки до размера ячейки сетки и устройством для отклонения лазерного луча по рядам ячеек. Another method of applying laser radiation to eject ink based on the photohydraulic effect is described in Russian patents: RU N 2096183 C1, published on 11/20/97. Bull. N 32, RU 2082615 C1, published on 06.27.97. Bull. N 12 and RU 2088411 C1, published on 08.27.97. Bull. N 24. In the patent RU N 2096183 it is proposed to use a light-hydraulic effect for ejecting ink from a nozzle of an inkjet print head. In the patent RU N 2082615 C1, the printing machine contains a printing form in the form of a grid, and the means for selectively forcing the ink is made in the form of a laser with a device for focusing it to the size of the mesh cell and a device for deflecting the laser beam along the rows of cells.

Наиболее близким к предлагаемому печатающему устройству является патент RU N 2088411 С1. Отличительной особенностью этого патента является снижение пороговой энергии лазерного излучения путем преобразования светового излучения в акустическое нанесением на поверхность печатающей формы матрицы из металлической, полупроводниковой пленок, или сверхрешеток с квантовыми ямами. Кроме того, с этой же целью, предлагается использовать электроды, в промежутке между печатающей формой и носителем изображения. Closest to the proposed printing device is the patent RU N 2088411 C1. A distinctive feature of this patent is the reduction of the threshold energy of laser radiation by converting light into acoustic radiation by applying a matrix of metal, semiconductor films, or superlattices with quantum wells to the surface of the printing form. In addition, for the same purpose, it is proposed to use electrodes in the gap between the printing form and the image carrier.

Все существующие способы использования лазерного излучения для выброса краски (чернил) путем нагрева, или использования светогидравлического эффекта имеют ряд общих недостатков как:
- низкая эффективность, связанная с потерями энергии при нагреве, или достижении светогидрвалического эффекта;
- необходимость применения специальных светопоглощающих элементов и оптики для увеличения эффективности нагрева, или возникновения светогидравлического эффекта;
- возникновение существенных трудностей при работе с вязкими цветными красками, вязкость которых в десятки раз превосходит вязкость чернил на водной основе. Последнее обстоятельство весьма существенно, т.к. вязкие краски в том числе и УФ краски, которые полимеризуются под действием УФ излучения, находят широкое применение в офсетной печати, отличаются высокой насыщенностью цветов, стойкостью к различным воздействиям и т.д.All existing methods of using laser radiation to eject paint (ink) by heating, or using the photohydraulic effect, have a number of common disadvantages such as:
- low efficiency associated with energy losses during heating, or the achievement of light-hydraulic effect;
- the need to use special light-absorbing elements and optics to increase the heating efficiency, or the occurrence of light-hydraulic effect;
- the occurrence of significant difficulties when working with viscous colored inks, the viscosity of which is ten times higher than the viscosity of water-based inks. The latter circumstance is very significant, because viscous inks, including UV inks, which polymerize under the influence of UV radiation, are widely used in offset printing, are characterized by high color saturation, resistance to various influences, etc.

Целью данного изобретения является создание способа печати и печатной машины типа "Computer to print", которые позволяют осуществлять высокоэффективную печать различными красками (чернилами), в состав которых входят полимеры или пластик. Способ и устройство отличаются надежностью, простотой осуществления и лишены недостатков ранее разработанных способов. The aim of this invention is to provide a printing method and a printing machine of the type "Computer to print", which allow highly efficient printing with various inks (inks), which include polymers or plastic. The method and device are reliable, easy to implement and devoid of the disadvantages of previously developed methods.

Поставленная задача решается признаками, представляемыми в пп. 1-30 формулы изобретения. The problem is solved by the signs presented in paragraphs. 1-30 claims.

В основе предлагаемого способа лежит реакция разложения полимеров и пластиков, стимулированная УФ излучением. Достоинством способа является то, что при соответствующем согласовании характеристик излучения источника УФ излучения (длина волны, интенсивность, длительность) с характеристиками краски (коэффициент поглощения, энергия активации) обеспечиваются условия фазового перехода "конденсат-газ "в области глубиной 10-4-10-5 см, в результате которого возникает импульс давления, достаточный для переноса краски на носитель информации при малых величинах пороговой энергии УФ излучения. Это обстоятельство позволяет применить источник УФ излучения малой мощности для выброса краски любого цвета без дополнительных элементов, поглощающих покрытий, источников акустических волн, электрического поля и т. п. Достоинством предлагаемого способа является также возможность применения не лазерных газоразрядных точечных или линейных источников УФ излучения, что позволяет упростить, уменьшить габариты и снизить стоимость устройства печати.The basis of the proposed method is the decomposition reaction of polymers and plastics, stimulated by UV radiation. The advantage of the method is that with appropriate coordination of the radiation characteristics of the UV radiation source (wavelength, intensity, duration) with the characteristics of the paint (absorption coefficient, activation energy), the conditions for the condensate-gas phase transition in a depth of 10 -4 -10 - 5 cm, as a result of which there is a pressure impulse sufficient for transferring paint to the information carrier at low threshold energies of UV radiation. This circumstance makes it possible to use a source of low-power UV radiation to eject paint of any color without additional elements, absorbing coatings, sources of acoustic waves, electric field, etc. The advantage of the proposed method is the possibility of using non-laser gas-discharge point or linear sources of UV radiation, which allows you to simplify, reduce dimensions and reduce the cost of the printing device.

Другим достоинством является малая глубина слоя краски (10-4-10-5 см), в котором происходит "холодная" реакция разложения, что позволяет наносить на носитель тонкий слой краски - толщиной до нескольких микрон и достичь экономии в расходе краски.Another advantage is the small depth of the paint layer (10 -4 -10 -5 cm), in which a "cold" decomposition reaction occurs, which allows you to apply a thin layer of paint - up to several microns thick, and achieve savings in ink consumption.

Использование коротковолнового излучения позволяет также осуществлять острую фокусировку лазерного луча и таким образом позволяет увеличить предельную величину разрешения до нескольких тысяч dpi, т.е. реально приблизиться к качеству цветной фотографии. The use of short-wave radiation also allows for sharp focusing of the laser beam and thus allows to increase the limiting resolution to several thousand dpi, i.e. really get closer to the quality of color photography.

В случае применения краски, полимеризующейся под действием УФ излучения, интенсивность которого ниже порога полного разложения, возможно использование одного и того же источника излучения для выброса и последующего закрепления краски на носителе информации. С этой целью длительность импульса излучения несколько увеличивают и после перенесения краски спад (хвост) импульса используют для полимеризации перенесенной краски. Этот же эффект может быть достигнут путем дополнительного включения УФ источника в паузе между тактами печати. In the case of the use of paint polymerizing under the influence of UV radiation, the intensity of which is below the threshold of complete decomposition, it is possible to use the same radiation source to eject and subsequently fix the paint on the information carrier. To this end, the duration of the radiation pulse is slightly increased, and after transferring the ink, the decay (tail) of the pulse is used to polymerize the transferred ink. The same effect can be achieved by additionally turning on the UV source in the pause between print strokes.

На фиг. 1 схематически показана взаимосвязь основных элементов УФ печатающего устройства для осуществления предлагаемого способа. В качестве УФ источника излучения могут быть использованы лазеры и источники другого типа. К таким источникам относятся твердотельные, газовые лазеры и полупроводниковые лазеры, в том числе и с умножением частоты излучения с помощью нелинейных кристаллов, а также лазеры на парах металлов и полупроводниковые лазеры с накачкой электронным пучком на основе широкозонных соединений типа AII BVI и AIII BVI. При применении мощных импульсных лазеров, как например, азотных, на парах металлов, эксимерных и др., краска может переноситься на носитель информации массивами, например, строка за строкой. Требуемая мощность излучения в этом случае может достигать десятков киловатт при длительностях в десятки наносекунд.In FIG. 1 schematically shows the relationship of the basic elements of a UV printing device for implementing the proposed method. As a UV radiation source, lasers and other types of sources can be used. Such sources include solid-state, gas lasers and semiconductor lasers, including those with multiplication of the radiation frequency using nonlinear crystals, as well as metal vapor lasers and semiconductor lasers pumped by an electron beam based on wide-gap compounds of type A II B VI and A III B vi . When using high-power pulsed lasers, such as nitrogen, on metal vapor, excimer, etc., paint can be transferred to the storage medium in arrays, for example, line by line. The required radiation power in this case can reach tens of kilowatts with durations of tens of nanoseconds.

В качестве импульсного УФ источника излучения может быть использована газоразрядная лампа с точечным, или линейным телом свечения. Такого типа источники в УФ диапазоне обладают высокой эффективностью, отличаются компактностью и сравнительно низкой стоимостью. As a pulsed UV radiation source, a gas discharge lamp with a point or linear glow body can be used. These types of sources in the UV range are highly efficient, compact and relatively low cost.

Для эффективной реализации способа необходимо, чтобы характеристики УФ излучения были согласованы с характеристиками краски. Источник УФ излучения и формирующие элементы должны обеспечить интенсивность падающего на краску излучения
I0 ≥ Vcr/α [Дж•см-2],
где Vcr - удельная энергия фазового перехода при которой происходит разложение краски [Дж•см3];
α - коэффициент поглощения краской УФ излучения [см-1].For the effective implementation of the method, it is necessary that the characteristics of UV radiation are consistent with the characteristics of the paint. The source of UV radiation and the forming elements must ensure the intensity of the radiation incident on the paint
I 0 ≥ V cr / α [J • cm -2 ],
where V cr is the specific energy of the phase transition at which the decomposition of the paint occurs [J • cm 3 ];
α is the absorption coefficient of the paint UV radiation [cm -1 ].

В диапазоне λ = 0,4-0,2 мкм α может достигать значений 104 - 105 см-1.In the range λ = 0.4-0.2 μm, α can reach 10 4 - 10 5 cm -1 .

Принимая Vcr ≈ 10-3 Дж•см-3, α = 105 см-1, можно оценить возможную плотность энергии необходимой для переноса элемента изображения
Io min = 103/105 = 102 Дж•см-2
Энергия, необходимая для печати элемента изображения
E=SI0,
где S - площадь элемента изображения, переносимого на носитель информации. Например, если диаметр минимального элемента изображения - пиксела равен 20 мкм, что соответствует разрешению 1250 dpi, то минимальная энергия для печати одного пиксела
Emin = I0minSp = 10-2•3.14•4•10-6/4 ≈ 3•10-8 Дж.Taking V cr ≈ 10 -3 J • cm -3 , α = 10 5 cm -1 , we can estimate the possible energy density necessary for the transfer of the image element
I o min = 10 3/10 5 = 10 2 J cm -2 •
The energy required to print an image element
E = SI 0 ,
where S is the area of the image element transferred to the storage medium. For example, if the diameter of the minimum image element - pixel is 20 microns, which corresponds to a resolution of 1250 dpi, then the minimum energy for printing one pixel
E min = I 0min S p = 10 -2 • 3.14 • 4 • 10 -6 / 4 ≈ 3 • 10 -8 J.

Вторым важным параметром излучения является длительность импульса. Длительность, при которой достигается минимальная энергия переноса краски, должна удовлетворять условию
τ0 ≤ 1/α2χ,
где χ - температуропроводность краски. При α = 105 см-1, χ = 10-3 см2•с-1, τ0 ≤ 10-7с. Соответственно минимальную мощность светового импульса, падающего на краску, Pmin можно оценить как
Pmin= Emin/τ0= 3•10-8/10-7= 0,3Вт.
Таким образом, для реализации способа необходимо, чтобы источники излучения и краска были согласованы и отвечали ряду перечисленных основных условий, а именно обеспечивали необходимую интенсивность, длительность и коэффициент поглощения.The second important parameter of radiation is the pulse duration. The duration at which the minimum ink transfer energy is achieved must satisfy the condition
τ 0 ≤ 1 / α 2 χ,
where χ is the thermal diffusivity of the paint. For α = 10 5 cm -1 , χ = 10 -3 cm 2 • s -1 , τ 0 ≤ 10 -7 s. Accordingly, the minimum power of the light pulse incident on the paint, P min can be estimated as
P min = E min / τ 0 = 3 • 10 -8 / 10 -7 = 0.3W.
Thus, to implement the method, it is necessary that the radiation sources and paint are consistent and meet a number of the listed basic conditions, namely, provide the necessary intensity, duration and absorption coefficient.

Формирующая оптика. Формирующая оптика служит для формирования светового пучка требуемого диаметра и расходимости для последующей его модуляции и управления по положению на носителе краски. Для реализации устройства возможно применение традиционных оптических элементов - рефлекторов, конденсоров, зеркал, проекционных объективов, микролинзовых растров и т.п. Formative optics. The forming optics serves to form a light beam of the required diameter and divergence for its subsequent modulation and control by the position on the ink carrier. To implement the device, it is possible to use traditional optical elements - reflectors, condensers, mirrors, projection lenses, microlens rasters, etc.

Система управления излучением. Для реализации системы управления световым пучком (-ами) устройства печати можно отдать предпочтение акустооптическим и зеркальным устройствам модуляции и отклонения лазерного луча, а также системам пространственной модуляции, использующим принцип отражения света от зеркальных поверхностей, меняющих свой рельеф или угол наклона под действием электростатических сил. К таким пространственным модуляторам, например, относится разработанная фирмой Texas Instruments матрица из микроскопических зеркал - пространственный DMD (Digital micromirror Device) модулятор. Radiation control system. To implement a control system of the light beam (s) of the printing device, one can give preference to acousto-optical and mirror devices for modulating and deflecting the laser beam, as well as spatial modulation systems using the principle of reflection of light from mirror surfaces that change their relief or angle of incidence due to electrostatic forces. Such spatial modulators, for example, include the microscopic mirror matrix developed by Texas Instruments — the spatial DMD (Digital micromirror Device) modulator.

Носитель краски. Носитель краски должен быть изготовлен из материала, слабо поглощающего УФ излучение, и может быть выполнен в виде вращающихся диска 1 (фиг. 2а), цилиндра 3 (фиг. 2б), движущейся пластины (фиг. 2в), ленты (фиг. 2г), на которые краска 2 наносится со стороны, противоположной падающему УФ излучению. В случае цилиндра или бесконечной (замкнутой) ленты краска наносится с внешней стороны цилиндра или ленты, а импульсы излучения могут подаваться на внутреннюю поверхность цилиндра или ленты с помощью, например, оптических световодов. В качестве материала для носителя краски могут быть использованы слабопоглощающие излучение материалы: диэлектрики, стекло, кварц, сапфир и т.п. Paint carrier. The paint carrier must be made of a material that weakly absorbs UV radiation, and can be made in the form of a rotating disk 1 (Fig. 2a), cylinder 3 (Fig. 2b), a moving plate (Fig. 2c), tape (Fig. 2d) on which the paint 2 is applied from the side opposite to the incident UV radiation. In the case of a cylinder or an endless (closed) tape, paint is applied on the outside of the cylinder or tape, and radiation pulses can be applied to the inner surface of the cylinder or tape using, for example, optical fibers. Materials that are weakly absorbing radiation can be used as a material for a paint carrier: dielectrics, glass, quartz, sapphire, etc.

Промежуточный носитель изображения. Промежуточный носитель изображения размещается между носителем краски и носителем информации и служит для переноса изображения на носитель информации контактным способом. Промежуточный носитель информации позволяет с большей точностью фиксировать промежуток, через который переносится краска, что особенно важно когда носитель информации (бумага, картон, пластик и т.п.) имеет недостаточно ровную поверхность. Intermediate image carrier. An intermediate image medium is placed between the ink medium and the information medium and serves to transfer the image to the information medium in a contact manner. The intermediate information carrier allows you to more accurately capture the gap through which the ink is transferred, which is especially important when the information carrier (paper, cardboard, plastic, etc.) has an insufficiently flat surface.

Устройство двух основных вариантов, реализующих предложенный способ печати, дано на фиг 3 а,б. Первый вариант (фиг. 3а), непосредственного переноса краски с носителя краски 1 на носитель информации 3. Носитель краски, в этом случае, может быть выполнен в виде:
- вращающегося диска фиг. 2а,
- вращающегося цилиндра фиг. 2б,
- движущейся пластины фиг. 2в,
- движущейся ленты фиг. 2г.The device of two main options that implement the proposed printing method, is given in Fig 3 a, b. The first option (Fig. 3A), direct transfer of ink from the ink carrier 1 to the information medium 3. The ink carrier, in this case, can be made in the form:
- the rotating disk of FIG. 2a
- the rotating cylinder of FIG. 2b
- the moving plate of FIG. 2c,
- the moving belt of FIG. 2g

Другой вариант - перенос краски через промежуточный носитель в виде движущейся ленты (фиг. 3б) или вращающегося цилиндра (фиг. 3в). Носитель краски в этом случае может быть выполнен в виде одного из вышеприведенных вариантов. Another option is the transfer of paint through an intermediate medium in the form of a moving tape (Fig. 3b) or a rotating cylinder (Fig. 3c). The ink carrier in this case can be made in the form of one of the above options.

На фиг. 4 дан вариант выполнения устройства, печатающего массивами, работающего с импульсным УФ источником света 1 (лазер, лампа), содержащего формирующую оптику 2 с цифровым модулятором света 3 на основе миниатюрных зеркал 4, сетку для пропускания световых лучей 5, вращающийся диск 6 с краской 7, носитель информации 8, ленту 9, ролики транспортера 10, двигатель 11, устройство для нанесения краски 12 и блок управления 13. Устройство работает следующим образом. От блока управления 13 поступают сигналы, которые изменяют угол наклона зеркал модулятора 3 таким образом, что часть излучения проходит через отверстия в сетке 5. После установки всех зеркал на модулятор 3 от источника излучения 1 подается импульс излучения (лампа или лазер), сформированный оптикой 2. Пучки света от пространственного модулятора попадают через прозрачный диск 6 на краску 7 и переносят ее на носитель информации 8, который закреплен на ленте транспортера 9, двигающегося по роликам 10. Диск приводится в движение двигателем 11. Скорость вращения диска выбирается таким образом, что за время периода между импульсами излучения происходит сдвиг на новый участок краски. Участки с использованной (перенесенной) краской заполняются снова с помощью устройства 12. In FIG. 4 shows an embodiment of an array printing device operating with a pulsed UV light source 1 (laser, lamp), comprising forming optics 2 with a digital light modulator 3 based on miniature mirrors 4, a grid for transmitting light rays 5, a rotating disk 6 with paint 7 , information carrier 8, tape 9, conveyor rollers 10, engine 11, device for applying paint 12 and control unit 13. The device operates as follows. From the control unit 13, signals are received that change the angle of inclination of the mirrors of the modulator 3 so that part of the radiation passes through the holes in the grid 5. After installing all the mirrors on the modulator 3 from the radiation source 1, a radiation pulse (lamp or laser) formed by optics 2 is supplied The light beams from the spatial modulator pass through a transparent disk 6 to the paint 7 and transfer it to the storage medium 8, which is mounted on a conveyor belt 9 moving along the rollers 10. The disk is driven by the engine 11. Speed l the rotation of the disk is chosen so that during the period between the radiation pulses there is a shift to a new area of paint. Areas with used (transferred) paint are filled again using device 12.

В случае применения схемы с промежуточным носителем изображения элементы 9 и 10 заменяют на элементы 3, 4 (фиг. 3б, в) - транспортер, вращающийся цилиндр. In the case of applying a scheme with an intermediate image carrier, elements 9 and 10 are replaced by elements 3, 4 (Fig. 3b, c) - conveyor, rotating cylinder.

Claims (30)

1. Способ печати, заключающийся в использовании энергии излучения для переноса краски с носителя краски, выполненного в виде прозрачной для излучения подложки на носитель информации со стороны, противоположной стороне с нанесенной краской, отличающийся тем, что на краску воздействуют импульсами УФ излучения, которыми управляют по интенсивности и положению, направляя на области, подлежащие переносу на носитель информации, причем характеристики УФ излучения выбирают, согласуя их с параметрами краски таким образом, что в областях падения излучения возникает процесс фотохимической реакции, приводящий к разложению части краски, прилегающей к подложке и возникновению импульса давления, выбрасывающего часть краски из области воздействия УФ излучения на промежуточный, или непосредственно на конечный носитель информации, при этом интенсивность и оптимальную длительность излучения УФ источника выбирают из условия:
I0≥ Vcr/α[Дж•см-2], τ0≤ 1/α2χ,
где Vcr - удельная энергия перехода конденсат - газ, Дж • см-3;
α - коэффициент поглощения излучения, см-1;
χ - температуропроводность краски (чернил), см2 • с-1.1. The printing method, which consists in the use of radiation energy for transferring ink from an ink carrier, made in the form of a substrate transparent for radiation to the information carrier from the side opposite to the ink side, characterized in that the ink is influenced by UV pulses controlled by intensity and position, directing to the areas to be transferred to the information carrier, and the characteristics of UV radiation are selected, matching them with the paint parameters in such a way that in the areas of incidence In the process of radiation, a photochemical reaction occurs, which leads to the decomposition of a part of the paint adjacent to the substrate and the appearance of a pressure pulse that ejects a part of the paint from the area of UV radiation exposure to the intermediate or directly to the final information carrier, and the intensity and optimal duration of the UV source radiation are selected from the condition :
I 0 ≥ V cr / α [J • cm -2 ], τ 0 ≤ 1 / α 2 χ,
where V cr is the specific energy of the condensate-gas transition, J • cm -3 ;
α is the absorption coefficient of radiation, cm -1 ;
χ - thermal diffusivity of the ink (ink), cm 2 • s -1 . 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют непрерывное лазерное УФ излучение, управляемое по интенсивности и положению. 2. The method according to claim 1, characterized in that they use continuous laser UV radiation, controlled by intensity and position. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют импульсное УФ излучение, которым управляют с помощью пространственного модулятора излучения. 3. The method according to claim 1, characterized in that they use pulsed UV radiation, which is controlled using a spatial radiation modulator. 4. Способ по п.2, отличающийся тем, что используют акустооптическую систему управления УФ излучением по интенсивности и положению. 4. The method according to claim 2, characterized in that they use an acousto-optical control system for UV radiation in intensity and position. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что вращают или перемещают носитель с краской, подставляя под УФ излучение при каждом последующем воздействии на носитель с краской новые участки краски для переноса их на носитель информации. 5. The method according to claim 1, characterized in that the carrier with the paint is rotated or moved, substituting under the UV radiation with each subsequent exposure to the carrier with paint new areas of paint for transferring them to the information carrier. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что краску с носителя краски на носитель информации переносят массивами, воздействуя одновременно на участки краски большим числом световых импульсов. 6. The method according to claim 1, characterized in that the paint from the ink carrier to the information carrier is transferred in arrays, acting simultaneously on the ink patches with a large number of light pulses. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что краску с носителя краски переносят на промежуточный носитель изображения, с которого затем контактным способом изображение переносят на носитель информации. 7. The method according to claim 1, characterized in that the paint from the ink carrier is transferred to an intermediate image carrier, from which the image is then transferred to the information carrier by a contact method. 8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве краски используют краску, полимеризующуюся под действием УФ излучения. 8. The method according to p. 1, characterized in that the quality of the paint use paint, polymerized by UV radiation. 9. Способ по п.7, отличающийся тем, что на промежуточный носитель изображения последовательно, красками различного цвета формируют цветное изображение и затем контактным способом переносят его на носитель информации. 9. The method according to claim 7, characterized in that a color image is formed sequentially by paints of various colors onto an intermediate image carrier and then transferred to the information carrier by a contact method. 10. Способ по п.8, отличающийся тем, что полимеризуют УФ краску, нанесенную на носитель информации, увеличивая необходимую для выброса краски длительность излучения. 10. The method according to claim 8, characterized in that the UV paint applied to the storage medium is polymerized, increasing the radiation duration necessary for ejecting the paint. 11. Способ по п.10, отличающийся тем, что для полимеризации краски, перенесенной на носитель информации, в промежутке между тактовыми импульсами используют излучение УФ источника. 11. The method according to claim 10, characterized in that for the polymerization of the paint transferred to the information carrier, in the interval between the clock pulses use the radiation of a UV source. 12. Устройство для печати, содержащее носитель краски, средство для нанесения краски, носитель информации, систему для формирования и управления световым излучением, отличающееся тем, что использован УФ источник излучения и краска, параметры которой согласованы с характеристиками УФ излучения, причем интенсивность и оптимальную длительность излучения УФ источника выбирают из условия:
I0≥ Vcr/α[Дж•см-2], τ0≤ 1/α2χ,
где Vcr - удельная энергия перехода конденсат - газ, Дж • см-3;
α - коэффициент поглощения излучения, см-1;
χ - температуропроводность краски, см • с-1.12. A printing device containing an ink carrier, an ink applicator, an information carrier, a system for generating and controlling light radiation, characterized in that a UV radiation source and ink are used, the parameters of which are consistent with the characteristics of UV radiation, the intensity and optimal duration radiation of a UV source is selected from the condition:
I 0 ≥ V cr / α [J • cm -2 ], τ 0 ≤ 1 / α 2 χ,
where V cr is the specific energy of the condensate-gas transition, J • cm -3 ;
α is the absorption coefficient of radiation, cm -1 ;
χ - thermal diffusivity of the paint, cm • s -1 . 13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что носитель краски выполнен в виде прозрачного для УФ излучения вращающегося вокруг оси диска, на который наносится тонкий слой краски. 13. The device according to p. 12, characterized in that the ink carrier is made in the form of transparent to UV radiation rotating around the axis of the disk, on which a thin layer of paint is applied. 14. Устройство по п.12, отличающееся тем, что носитель краски выполнен в виде вращающегося вокруг своей оси цилиндра, внутри которого вдоль оси вращения расположена система из световодов и микролинз, передающих и фокусирующих излучение управляемого источника излучения на краску, нанесенную на внешнюю поверхность цилиндра, в месте минимального расстояния краски от поверхности носителя информации. 14. The device according to p. 12, characterized in that the ink carrier is made in the form of a cylinder rotating around its axis, inside which along the axis of rotation there is a system of optical fibers and microlenses that transmit and focus the radiation of a controlled radiation source onto a paint deposited on the outer surface of the cylinder in the place of the minimum distance of the paint from the surface of the information carrier. 15. Устройство по п.12, отличающееся тем, что носитель краски выполнен в виде движущейся ленты, на поверхность которой со стороны, обращенной к носителю информации, нанесена краска. 15. The device according to p. 12, characterized in that the ink carrier is made in the form of a moving tape, on the surface of which a paint is applied from the side facing the information carrier. 16. Устройство по п.12, отличающееся тем, что носитель краски выполнен в виде перемещающейся пластины. 16. The device according to p. 12, characterized in that the ink carrier is made in the form of a moving plate. 17. Устройство по п.12, отличающееся тем, что для перенесения на носитель информации краски и последующей ее полимеризации содержит один источник УФ излучения. 17. The device according to p. 12, characterized in that for transferring to the media information paint and its subsequent polymerization contains one source of UV radiation. 18. Устройство по п.12, отличающееся тем, что между носителем краски и носителем информации расположен промежуточный носитель изображения в виде вращающегося цилиндра, с которого нанесенное изображение путем соприкосновения (контакта) переносится на носитель информации. 18. The device according to p. 12, characterized in that between the ink carrier and the storage medium is an intermediate image carrier in the form of a rotating cylinder, from which the applied image is transferred by contact (contact) to the storage medium. 19. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что промежуточный носитель изображения выполнен в виде бесконечной ленты. 19. The device according to p. 18, characterized in that the intermediate image carrier is made in the form of an endless ribbon. 20. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что промежуточный носитель изображения выполнен в виде движущейся пластины. 20. The device according to p. 18, characterized in that the intermediate image carrier is made in the form of a moving plate. 21. Устройство по п.12, отличающееся тем, что источником УФ излучения является газовый лазер. 21. The device according to p. 12, characterized in that the source of UV radiation is a gas laser. 22. Устройство по п.12, отличающееся тем, что источником УФ излучения является твердотельный лазер с умножением частоты на нелинейных кристаллах. 22. The device according to p. 12, characterized in that the source of UV radiation is a solid-state laser with frequency multiplication on nonlinear crystals. 23. Устройство по п.12, отличающееся тем, что источником УФ излучения является лазер на парах металла. 23. The device according to p. 12, characterized in that the source of UV radiation is a metal vapor laser. 24. Устройство по п.12, отличающееся тем, что источником (ками) излучения является (ются) полупроводниковый (ые) лазер (ы), выполненные на основе соединений нитрида галлия. 24. The device according to p. 12, characterized in that the source (s) of radiation is (are) a semiconductor (s) laser (s) made on the basis of gallium nitride compounds. 25. Устройство по п.12, отличающееся тем, что источником излучения является полупроводниковый (ые) лазер (ы) с накачкой электронным пучком. 25. The device according to p. 12, characterized in that the radiation source is a semiconductor (s) laser (s) pumped by an electron beam. 26. Устройство по п.12, отличающееся тем, что источником излучения является импульсный газовый разряд с формирующей оптической системой и зеркальным пространственным модулятором излучения. 26. The device according to p. 12, characterized in that the radiation source is a pulsed gas discharge with a forming optical system and a mirror spatial modulator of radiation. 27. Устройство по п.12, отличающееся тем, что источником излучения является непрерывный УФ лазер с акустооптической системой модуляции и отклонения лазерного луча. 27. The device according to p. 12, characterized in that the radiation source is a continuous UV laser with an acousto-optic system for modulating and deflecting the laser beam. 28. Устройство по п.12, отличающееся тем, что источником УФ излучения является импульсный УФ лазер с зеркальным пространственным модулятором излучения. 28. The device according to p. 12, characterized in that the source of UV radiation is a pulsed UV laser with a mirror spatial modulator of radiation. 29. Устройство по п.12, отличающееся тем, что имеет последовательно расположенные носители краски разных цветов и один носитель информации. 29. The device according to p. 12, characterized in that it has successively arranged ink carriers of different colors and one information carrier. 30. Устройство по п.29, отличающееся тем, что между носителями краски и носителями информации расположен промежуточный носитель (ли) изображения. 30. The device according to clause 29, wherein the intermediate medium (s) of the image is located between the ink carriers and the information carriers.
RU2000102208A 2000-02-01 2000-02-01 Method for printing and printer RU2176600C2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000102208A RU2176600C2 (en) 2000-02-01 2000-02-01 Method for printing and printer
PCT/RU2001/000032 WO2001056800A1 (en) 2000-02-01 2001-01-26 Printing method and device
AU32503/01A AU3250301A (en) 2000-02-01 2001-01-26 Printing method and device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000102208A RU2176600C2 (en) 2000-02-01 2000-02-01 Method for printing and printer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2176600C2 true RU2176600C2 (en) 2001-12-10
RU2000102208A RU2000102208A (en) 2002-01-10

Family

ID=20229943

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000102208A RU2176600C2 (en) 2000-02-01 2000-02-01 Method for printing and printer

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU3250301A (en)
RU (1) RU2176600C2 (en)
WO (1) WO2001056800A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9377733B2 (en) 2012-06-19 2016-06-28 Canon Kabushiki Kaisha Image fixing device
WO2018080537A1 (en) * 2016-10-31 2018-05-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. 3d printer with a uv light absorbing agent
US11413864B2 (en) 2019-02-06 2022-08-16 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Die for a printhead
US11613118B2 (en) 2019-02-06 2023-03-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Die for a printhead
US11642884B2 (en) 2019-02-06 2023-05-09 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Die for a printhead

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU121802A1 (en) * 1958-12-08 1959-11-30 А.М. Федотов Screen printing method and device for implementing the method
DK235286A (en) * 1986-05-20 1987-11-21 Seri Print International A S PRINTED PRINTED AND PRINTED PRINTING AND PRINT COLOR FOR PRINTED PRINTING
RU2082616C1 (en) * 1995-08-09 1997-06-27 Сергей Николаевич Максимовский Method of jet printing and jet printing head for its realization
RU2096183C1 (en) * 1995-10-27 1997-11-20 Сергей Николаевич Максимовский Method of ink-jet printing and ink-jet printing head for its embodiment

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9377733B2 (en) 2012-06-19 2016-06-28 Canon Kabushiki Kaisha Image fixing device
RU2600073C2 (en) * 2012-06-19 2016-10-20 Кэнон Кабусики Кайся Fixing device
WO2018080537A1 (en) * 2016-10-31 2018-05-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. 3d printer with a uv light absorbing agent
US11524452B2 (en) 2016-10-31 2022-12-13 Hewlett-Packard Development Company, L.P. 3D printer with a UV light absorbing agent
US11413864B2 (en) 2019-02-06 2022-08-16 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Die for a printhead
US11613118B2 (en) 2019-02-06 2023-03-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Die for a printhead
US11642884B2 (en) 2019-02-06 2023-05-09 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Die for a printhead

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001056800A1 (en) 2001-08-09
AU3250301A (en) 2001-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1162079B1 (en) Device for the cross-linking of ink by UV radiation
US7154522B2 (en) Quality printing method, printing machine, and corresponding printing substance
JP4353452B2 (en) Printing method
US6561640B1 (en) Systems and methods of printing with ultraviolet photosensitive resin-containing materials using light emitting devices
US4740796A (en) Bubble jet recording method and apparatus in which a heating element generates bubbles in multiple liquid flow paths to project droplets
JPH0330476B2 (en)
RU2176600C2 (en) Method for printing and printer
JP2004009483A (en) Ink jet recording apparatus
JP2004188920A (en) Ink jet printer
EP0947324B1 (en) Printing method and printing device for realising the same
RU95117869A (en) Inkjet Printing Method and Inkjet Printing Head for Implementing It
JP2003145741A (en) Inkjet printer and method of inkjet recording
RU2000102208A (en) METHOD AND DEVICE FOR PRINTING
US6854829B2 (en) Laser-actuatable inkjet printing system and printer
RU2080005C1 (en) Inkjet Printing Method and Inkjet Printing Head for Implementing It
RU2160186C2 (en) Method for printing and device which implements said method
JP2002283545A (en) Recorder
RU2200669C2 (en) Technique of jet printing and printer for its realization
RU2190534C1 (en) Method of printing
US7415928B2 (en) Printing machines with at least one color support
RU2169666C1 (en) Method for jet printing and printer for its realization
RU2236948C1 (en) Method and device for controlled material transfer
EP3495148B1 (en) Print heads comprising light emitting diodes
RU98116404A (en) METHOD OF PRINTING AND PRINTING DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
Nasibov Use of UV lasers in ink-jet printing machines

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070202