СПОСОБ СТРУЙНОЙ ПЕЧАТИ И ПЕЧАТАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2001 года по МПК B41J2/15 

Изобретение относится к печатающим устройствам, более конкретно изобретение относится к средствам для печати, в которых перенос капель с формы на носитель производится под действием импульсов лазерного излучения.

Известен способ струйной печати, заключающийся в размещении носителя информации напротив печатной формы, изготовленной из материала, непрозрачного для лазерного излучения, нанесении на эту форму слоя краски, воздействии на заданные точки красочного слоя импульсами лазерного излучения, возбуждении в указанных точках красочного слоя светогидравлического эффекта для переноса из них капель краски на носитель /патент РФ N 2096183, кл. 6 B 41 J 2/015/.

В известном способе нанесенной на форму краской заполняют образованные в ней сопла с заглушенными со стороны, противоположной носителю, торцами сферической формы, а лазерный луч направляют в соответствующие сопла под углом к поверхности находящейся в них краски. Благодаря сферической форме заглушенных торцов этих сопел, выброс капель краски под воздействием импульсов лазерного излучения производится по оси сопел, т.е. перпендикулярно касательной к поверхности формы. Поэтому реализовать известный способ возможно лишь при переносе капель на гибкий носитель, т.к. только при гибком носителе возможно отогнуть его, чтобы направить лазерный луч в образовавшийся зазор между носителем и поверхностью формы.

Печатающее устройство, реализованное по указанному патенту, содержит форму, в теле которой выполнено множество сопел с заглушенными торцами сферической формы, ось каждого из которых перпендикулярна касательной к поверхности формы. Это устройство предусматривает перенос капель краски из сопел на носитель в зоне его перегиба для того, чтобы иметь возможность направить в зазор между отогнутым носителем и формой лазерный луч на находящуюся в соплах краску.

Известное устройство конструктивно сложно из-за множества сопел в теле его формы, а необходимость изгибать носитель в зоне переноса на него капель краски не позволяет переносить капли краски на ровные поверхности носителя, например на жесткую основу кредитных карточек.

В основу изобретения положена задача создания таких способа и печатающего устройства, которые позволили бы при падении лазерного луча на форму под углом к поверхности нанесенной на нее краски обеспечить печать на ровном носителе без необходимости его перегиба в зоне переноса капель краски с формы и упростить конструкцию формы, исключив необходимость образования в ее теле множества сопел с одним заглушенным торцем.

Поставленная задача решается тем, что в способе струйной печати, заключающемся в размещении носителя информации напротив печатной формы, изготовленной из материала, непрозрачного для лазерного излучения, нанесении на эту форму слоя краски, воздействии на заданные точки красочного слоя импульсами лазерного излучения, возбуждении в указанных точках красочного слоя светогидравлического эффекта для переноса из них капель краски на носитель, в соответствии с изобретением форму выполняют с гладкой, отражающей лазерное излучение поверхностью, лазерный луч направляют на форму под углом к ее поверхности, вызывают отражение луча от поверхности формы к носителю и выброс капли краски по траектории отраженного луча.

При таком способе печати нет необходимости в перегибе носителя в зоне переноса капель краски с формы, т.к. капли переносятся с формы на носитель по траектории отраженного луча, а не по нормали к касательной к нанесенному на ее поверхность красочного слоя.

Целесообразно, что падающий лазерный луч направляют на форму под углом, при котором отраженный луч падает на поверхность носителя по нормали к ней.

При таком способе обеспечивается печать без искажений, которые возникают при попадании капель под углом на движущуюся поверхность носителя.

Поставленная задача решается также тем, что в печатающем устройстве, содержащем размещенную напротив носителя печатную форму, выполненную из материала, непрозрачного для лазерного излучения, средство для нанесения краски на форму, средство для генерирования импульсов лазерного излучения, средство для их фокусирования на поверхность формы и средство для отклонения лазерного луча поперек поверхности формы, в соответствии с изобретением поверхность формы выполнена гладкой из материала, отражающего лазерное излучение, и в зоне нахождения носителя расположена с возможностью отражения на него импульсов лазерного излучения.

При таком выполнении печатающего устройства можно осуществить печать на ровном негнущемся носителе.

Целесообразно, что печатная форма выполнена в виде бесконечной ленты, рабочая ветвь которой огибает установленный вблизи носителя упор и наклонена к носителю под острым углом для отклонения на него импульсов лазерного излучения.

Такое выполнение печатающего устройства позволяет осуществить печать на ровном негнущемся носителе.

Целесообразно, что печатная форма выполнена в виде цилиндра, установленного с зазором относительно носителя, а боковая поверхность формы принимает импульсы лазерного излучения и отражает их на носитель в зоне сближения расстояния между ними.

Такое выполнение печатающего устройства позволяет упростить его конструкцию и уменьшить габариты.

В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретных, но не ограничивающих настоящее изобретение вариантов осуществления и прилагаемыми чертежами, где на фиг. 1 иллюстрируется предлагаемый способ струйной печати; на фиг. 2 - общий вид печатающего устройства, вариант выполнения формы в виде бесконечной ленты; на фиг. 3 - то же, вариант выполнения формы в виде цилиндра.

Лучшие варианты осуществления изобретения.

Предлагаемый способ струйной печати осуществляют следующим образом.

Носитель информации A размещают напротив печатной формы B /фиг. 1/ с гладкой, отражающей лазерное излучение поверхностью C. На форму наносят слой краски D. Лазерный луч E направляют на форму B под углом "α" к ее поверхности C. Этот луч достигает поверхности C, отражается от нее под углом "β" в сторону поверхности носителя. На границе сред краска - поверхность формы под действием импульса лазерного излучения возникает светогидравлический эффект. Этот эффект характеризуется выделением огромной энергии за время действия импульса /2-300 нс/ в ничтожном объеме краски, прилегающей к поверхности формы, в результате чего создается огромное давление, вплоть до сотен атмосфер. Это давление усиливается также за счет взаимодействия лазерной плазмы с поверхностью формы. Вызванный этим давлением мощный акустический импульс будет направлен по траектории отраженного луча F, оторвет каплю K от слоя краски D и перенесет ее на носитель A. При этом лазерный луч E может быть направлен на форму B под таким углом, при котором отраженный луч F попадет на поверхность носителя по нормали к ней.

Из приведенного выше описания предлагаемого способа очевидно, что за счет отражения импульса лазерного излучения от печатной формы можно переносить капли краски на носитель и обеспечить возможность печати на ровных, в том числе негнущихся поверхностях. За счет взаимодействия лазерного луча с отражающей металлической поверхностью обеспечивается стабильный выброс капель, в том числе дающих точку на носителе 10-15 мкм, при низкой энергетике на выброс каждой капли.

Для осуществления предлагаемого способа струйной печати необходимо обеспечить подведение под лазерный луч сменяющих друг друга участков формы, покрытой слоем краски.

Предлагаемое печатающее устройство содержит размещенную напротив носителя информации 1 печатную форму 2 с гладкой, отражающей лазерное излучение поверхностью 3, средство 4 для нанесения слоя краски на поверхность 3 формы 2, средство 5 для генерирования импульсов лазерного излучения, средство 6 для фокусирования этих импульсов на поверхности формы и средство 7 для отклонения их по поверхности формы. Печатная форма 2 может быть выполнена в виде бесконечной ленты 8 (фиг. 2), рабочая ветвь 9 которой наклонена к поверхности носителя и огибает установленный вблизи носителя 1 упор 10, выполненный в виде свободно вращающегося в опорах /не показано/ валика, либо в виде цилиндра 11. Угол наклона рабочей ветви формы к поверхности носителя и угол падения лазерного луча на рабочую ветвь устанавливают такими, чтобы отраженный от поверхности формы лазерный луч был направлен перпендикулярно к поверхности носителя. Средство 4 содержит вращающиеся валики 12 и 13, переносящие краску из емкости 14 на поверхность 3 формы 2. Приводы вращения валиков 12, 13, бесконечной ленты 8, цилиндра 11, а также средство перемещения носителя не показаны.

Предлагаемое печатающее устройство работает следующим образом.

При движении бесконечной ленты 8 с нанесенным на ее поверхность слоем краски и синхронным с ней перемещением носителя 1 луч лазерного генератора 5, в соответствии с заданной программой, падает на соответствующие точки поверхности формы, отражается в сторону носителя и переносит на него по траектории отраженного луча капли краски. Описанный процесс повторяется до тех пор, пока при совместном перемещении бесконечной ленты 8, носителя 1 и сканирующего лазерного луча на носителе не появится совокупность точек, составляющих текст или изображение. Описанный процесс принципиально не изменится в случае использования формы в виде цилиндра /фиг. 3/.

Промышленная применимость.

Печатающее устройство предназначено для визуального отображения с высокими разрешающей способностью и скоростью текстовой или графической информации на носителях любого типа при минимальных энергетических затратах на перенос капель краски с формы на носитель.

Способ струйной печати осуществляют путем переноса капель краски с формы на носитель, направляя на покрытую слоем краски форму под углом к ее поверхности луч лазерного излучения, который на границе сред краска - поверхность формы вызывает светогидравлический эффект, сопровождающийся возникновением мощного акустического импульса, направленного по траектории отраженного от формы луча и переносящего на носитель каплю краски из красочного слоя на поверхности формы. Способ позволяет обеспечить высокую разрешающую способность печати за счет образования на ровном, в том числе негнущемся носителе точек, диаметром 10 - 15 мкм при низкой энергетике на выброс капли. Печатающее устройство, с помощью которого осуществляют данный способ печати, содержит печатную форму с отражающей лазерный луч поверхностью в виде бесконечной ленты либо цилиндра. Получение заданной по программе совокупности точек на носителе, составляющих текст или изображение, получают при совместном движении носителя, формы и сканирующего лазерного луча. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ струйной печати, заключающийся в размещении носителя информации напротив печатной формы, изготовленной из материала, непрозрачного для лазерного излучения, нанесении на эту форму слоя краски, воздействии на заданные точки красочного слоя импульсами лазерного излучения, возбуждении в указанных точках красочного слоя светогидравлического эффекта для переноса из них капель краски на носитель, отличающийся тем, что форму выполняют с гладкой, отражающей лазерное излучение поверхностью, лазерный луч направляют на форму под углом к ее поверхности, вызывают отражение луча от поверхности формы к носителю и выброс капли краски по траектории отраженного луча. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что падающий лазерный луч направляют на форму под углом, при котором отраженный луч падает на поверхность носителя по нормали к ней. 3. Печатающее устройство, содержащее размещенную напротив носителя информации печатную форму, выполненную из материала, непрозрачного для лазерного излучения, средство для нанесения краски на форму, средство для генерирования импульсов лазерного излучения, средство для их фокусирования на поверхность формы и средство для отклонения лазерного луча поперек поверхности формы, отличающееся тем, что поверхность формы выполнена гладкой из материала, отражающего лазерное излучение, и в зоне нахождения носителя расположена с возможностью отражения на него импульсов лазерного излучения. 4. Печатающее устройство по п.3, отличающееся тем, что печатная форма выполнена в виде бесконечной ленты, рабочая ветвь которой огибает установленный вблизи носителя упор и наклонена к носителю под острым углом для отклонения на него импульсов лазерного излучения. 5. Печатающее устройство по п.3, отличающееся тем, что форма выполнена в виде цилиндра, установленного относительно носителя, а боковая поверхность формы принимает импульсы лазерного излучения и отражает их на носитель в зоне сближения расстояния между ними.