Носитель для тепловой записи изображения,способ тепловой записи изображения и устройство для реализации способа Советский патент 1984 года по МПК G03G5/00 

Z

Фиг.1

2.Носитель поп. 1,отличающийс я тем, что слой мелкодисперсных частиц раположен на слое связующего.

3.Носитель по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что слой мелкодисперсных частиц расположен в приповерхностной области слоя связующего.

4.Носитель по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что спой мелкодисперсных частиц расположен в глубине слоя связующего.

5.Носитель по п. 1, о т л и ч а Ю щ и йс я тем, что слой мелкодисперсных частиц контактирует с подложкой.

6.Носитель по пп. 1-5, отличают ис я тем, что толщина чувствительного покрытия не менее, чем в два раза превышает средн размер дисперсных частиц.

7.Способ тепловой записи изображения на носителе, включающий предварительный нагрев носителя до температуры, близкой к температуре размягчения связующего, воздействие

на носитель силовым магнитным или электрическим полем, проецирование изображения для дополнительного выборочного нагрева чувствительного покрытия, вызывающего миграцию частиц, и фиксирование полученного изображения путем охлаждения носителя, о тличающийся тем, что, О целью повышения качества записи, предварительный нагрев носителя осуществляют однородным излучением в спектральной области поглощения дисперс1 ыми частицами, причем при достижени состояния плавления связующего в области контактирующих с поверхностью частиц снижают уровень нагрева, а воздействие силовым полем осуществляют скачкообразно посяе начала плавления связующего в 11рикон1актных областях.

8.Способ по п. 7, о т л и ч 2 ю щ и и с я тем, что уровень нагрева снижают путем его полного отключения.

9.Способ по п. 7,, о т л и ч а ю щ и йс я тем, тао мощность нагрева снижают до ее значения, при котором время предваритель кого нагрева носителя увеличивается вдвое по сравнению с исходным.

10.Способ по пп. 7-9, о т л и ч а ю-ш щ и и с я тем, что С1шжение мощности предварительного нагрева, начало воздействия силовым полем и проецирование изображения осуществляют одновременно

11.Способ по пп. 7 и 8, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что снижение мощносш предварительного нагрева, начало воздействия силовым полем и проецирование изображения осуществляют последовательно равные промежутки времени.

12.Устройство для реализации способа по пп. 7-11, содержащее средства экспонирования носителя радиационным излучением и формирования импульсного однородного силового поля, направленного перпендикулярно плоскости носителя, и блок управления включением и выключением, отличающийся тем, что, с целью повыщения качества записи, оно дополнительно содерхсит затвор, расположенный между средством нагрева и носителем, исполнительный механизм которого подкпючен к блокуправления.

1. Носитель дня тепловой записи изображе|Кия, содержащий подложку с чувствительным к записываемому излучению покрытием, состоящим из слоя легкоплавкого прозрачного связующего и мелкодисперсных частиц, обладающих способностью к cилoвo y взаимодействию с внещним электрическим или магнитным полями, отличающийся тем, что, с целью повыщения качества записи на нем, мелкодисперсные частицы размещены плотно упакованным слоем, .обеспечивающим оптическую непрозрачность чувствительного покрытия.

Изобретение относится к съемке изображенш с помощью световых, тепловых и элект|данных потоков.

Известен носитель для тепловой записи изображения, содержащий подложку с чувствительным к записываемому излучению покрытием, состоящим ti3 слоя легкоплавкого прозрачного связующего и мелкодисперсных частиц, обладающих способностью к силовому взаимодействию с внещним электрическим или магнитным полями П .

Известен способ тепловой записи изображения на носителе, включающий предварительный нагрев носителя до температуры, близкой к температуре размягчения связующего, поздействие на носитель силовым мш-нитным или электрическим полями,проецирование изображения для дополнительного выборочного нагрева чувствительного покрытия, вызывающего миграцию, частиц, и фиксирование полученного изображения путем охлаждения носителя tlJ.

Недостатками известных носителя и способа записи изображения на этом носителе является низкая светочувствительность, малый динами-: шский диапазон, плохая передача полутонов на начальном участке характеристической кривой, необходимость в термостатированил.

Целью изобретения является повыщеггие качества записи. Поставленная цель достигается тем, что носитель, содержащий подложку с чувствительным к записываемому излучению покрытием, состоя щим из слоя легкоплавкого прозрачного связующего и мелкодисперсных частиц, обладающих способностью к силовому взаимодействию с внешним электрическим или магнитным полями, мелкодисперсные частицы размещены плотно упакованным слоем, обеспечивающим оптическую непрозрачность чувствительного покрытия. При этом слой мелкодисперсных частии расположен на слое связующего иди в приповерхноспюй области слоя связующего, или расположен в глубине слоя связующего, или контактирует с подложкой. Толщина чувствительного покрытия не менее чем в два раза превышает средний размер дисперсных частиц. Кроме- того, согласно способу тепловой записи изображения на носителе, включающему предварительный нагрев носителя до температур близкой к температуре размягчения связующего воздействие на носитель силовым магнитным или электрическим полем, проещ1рование изобГражения для дополнительного выборочного нагрева чувствительного покрытия, вызывающего миграцию частиц, и фиксирование полученного изображения путем охлаждения носителя, предварительный нагрев носителя осуществляют однородным излучением в спектральной области погаощения дисперсными частицами, причем npi достижении состояния плавления свАзующег в области контактирующих с поверхностью частиц снижают уровень нагрева, а воздействие силовым полем осуществляют скачкообразно после начала плавления связующего в приконта тных областях. Уровень нагрева снижают путем его полного отключения. Мощность нагрева снижает до ее значения, при котором время предварительного нагрева носителя увеличивается вдвое по сравнению с исходным. Снижение мощности предварительного нагрева, начало воздействия силовым полем и проецирование изображения осуществляют одновременно или последовательно через равные промежутки времени. Устройство для реализации способа тепловой записи изображения, содержащее средства экспонирования носителя записи, источник однородаого нагрева носителя радиационным излучением и формирования импульсного однородного силового поля, направленного перпендикулярно плоскости носителя, и блок управления для включения и выключения, дополнительно содержит затвор, расположенный между средством и носителем, испол штельный механизм которого подключен к блоку управления. На фиг. 1 изображен носитель, в котором часпщы наполнителя расположены на поверхности слоя связующего; на фиг. 2 - то же, с частицами наполнителя, которые образуют нити во внещнем силовом поле; на фиг. 3 - то же, с частицами наполнителя, расположе1шыми внутри слоя связующего; на фиг. 4 - схема устройства для реализации способа записи изображения на носителе; на фиг.-5 - зависимость оптической прозрачности носителя от времени действия источника лучистой знергии.постоянной мощности при различных реишмах включения силового поля; на фиг. 6 - зависимость оптической прозрачности носителя от времени действия источ1шка лучистой энергии, мощность которого меняется по заданному закону, при скачкообразном включении силового поля; на фиг. 7 - схема устройства для марки ровки носителя; на фиг. 8 - носитель с изображением, записанным на носителе. Носитель содержит прозрачную поштож1су 1 (фиг. 1), на которой размещен тонкий слой 2 прозрашого связующего. На поверхности слоя 2 размещен наполнитель в виде плотно упакованного слоя 3 частиц. Частипл удерживаются на поверхности слоя 2 благодаря сцеплению с шероховатостями поверхности. Частицы обладают способностью поглощать излучение от объекта записи и от истошика лучистой энергии, служащего для нагревания носителя. Связующее 2 обладает способностью пла- : виться под действием потока тепла, поступаю щего от нагретых частиц. Частицы на участках, содержащих расгшавленное связующее, обладают способностью выстраиваться в пити 3 (фиг. 2) внутри слоя связующего 2, ориентированные вдоль направления силового поля 4. В качестве наполнителя используют мапштный порошок, например магаетит, или поро- . щок сегнетозлектрика, например титанат бария. В качестве силового поля используют магнитное или электрическое поля. В качестве связующего используют легко- . плавкие вещества, имеющие температуру пианления в пределах от комнат1гой до 150°С, например парафин, воск, канифоль. Другой вариант носителя (фиг. 3) содержит плотно упакованный слой наполнителя из частиц 3 внутри слоя 2 связующего, вблизи поверхности этого слоя. Наполнитель занимает часть толндяньг слоя связующего, достаточную для размещения впритык 3-4-х частиц в направлении нормали к поверхности слоя. Другая часть толщины слоя связующего свободна от наполнителя. Она служит для размсгцсния итей 3, которые образуются п силоном моле нри расплавлении связующего.

Способ записи изображения на носителе реализуется следующим образом (фиг. 4).

Замыкают Ю1ЮЧ 5, включая цепь питания источника 6 освещения от батареи 7. Далее с помощью блока 8 синхронизации через цепь 9 и реле 10 открывают оптический затвор И. В результате гзлучёние от источника б попадает на носитель 12, что повышает температуру наполнителя (магнитных или электрических частиц), и, тем самым, связующего. По достижеНИИ температуры плавления связующего, последнее начинает плавиться наиболее интенсивно вблизи нагретьк частиц.

Для записи используют эффект запаздьтания момента начала движения частиц гетерогенной смеси в силовом поле (магнитном иди электрическом) по отнощению к моменту времени плавле1шя связующего вблизи частиц на отрезок времени, дпительность которого зависит от мощности источника нагрева и свойств слоя гетерогенной смеси. Внутри упомянутого отрезка времени производят одновременно или последовательно следующие действия: прекращают нагрев от источника 6, закрьшая через реле iO затвор 11, скачком включают истошшк 13 силового поля, замыкая ключом 14 цепь пита1 ия от батареи 15, и проектируют на слой гетерог-зршой смеси излучение от заиисываемого объекта 16, открывая затвор 11. Последнее осущесталяют с помощью блока 8 синхрониза1ШИ. через цепь 9 и реле 10. Действие силового поля совместно с излучением от объекта заяиси на носитель существенно повышает подвижность частиц, что ускоряет процесс соединения .частиц fi нити, ориентированные в направлении силового поля.

Излучение от объекта записи вызывает дополнительный неодпородный нагрев частиц носителя. В тех местах носителя, на которые шдает иольше изл чения, частицы нагреваются больше, в тех местах носителя, на которые издает меньше излучения, частицы нагреваются меньше. Благодаря эффекту соединеН1Ш частиц в нити снижается плотность частиц на едютицу освещенной поверхности носителя и повышается его оптическая прозрачность на освещенных участках тем сильнее, чем больше излучения падает на участок носителя.

Фиксацию изображения производят, выключая излучение от объекта при закрывании затвора- 11 через реле 10, благодаря остыванию связующего ниже температуры кристаллизации. Таким путем получают готовое зафиксированное позитивное изображение объекта на слое, передающее полутона объекта записи.

Упомя ут1;1Й эффект запаздывания момента na4:uia движения частиц носителя в силовом поле по отношению к моменту начала плавления связующею нолизи частиц оГягаружс} при

исследовании фазового перехода в гетерогенной смеси веществ.

Сущность можно понять из фиг. 5 и 6, на которых в качестве гетерогенной смеси испо. мелкие частицы магнетита в парафине ши воске, в качестве силового поля :. магнитное поле соленоида, а слой формируют так, как показано на фиг. 1 или 3.

На фиг. 5 и 6 кривая а соответствует изменению прозрачности спея, находящегося под действием нагрева от источника излучения постоянной мощное™ вЛюстоянно включенном магнитном поле; кривая Ь то же, в отсутсташ поля; кривая с - то же, в магнитном поле, которое скачком включают в момент времени ij. Момент времени to соответствует началу -нагрева слоя от источника; i., - началу плавления слоя; t. началу увеличения прозрачи.ости в постоянном магнитном поле; , то же, что ij, но в поле, которое включают скачком; 1/; - то же, что t, в отсутствии поля. В последнем случае изменение прозрачности носителя происходит из-за выталкивания частиц вглубь слоя связующего. Момеет времени tj выбирают внутри интервапа t , момент времени t соответствует введению светофильтра, ослабляющего излучение источника в 2 раза; i, t, соответствует выведению светофильтра.

Существенно, что результаты, приведенные в виде кривых с (фиг. 5 и б) слабо зависят от исходной оптаческой плотности: слоя, и что

iilii- - « i,-t 4 5 Д)

Отрезок времени t, t -t

меняется в цределах от 10 ДоЮсв зависимости от дЮш,нос;Л- источника излучения и свойств слоя гетерогенной смзси. Если источник обеспечйва:г1 плотность мощности 1 Вт/см на слое iaipaqjHHa с мелкими частица ж мгигнетита, расположенными на поверхности слоя, то при толщине слоя 20-30 мкм зтот отрезок времени составляет около 10 с.

Устройство для осуществления способа записи «изображения на носитель содержит (фиг. 4) лсточьик б, выполненный в виде источ {ика лучистой энергии, включенного через юпоч 5 в цепь батареи, и затвор 11, соединенный с реле 10, которое подключено к блоку 8 сиихронизацш- через электрическую цепь 9.

Блок 8 синхронизации управления с помощь реле 8 положением затвора 11 пошоляет за малое время (менее 10 с) открывать или закрывать кшал, по которому излучение от источника 6 поступает на носитель 12, и си}1хронно с этами моментами включать чере) ключ 14 цепь питания источника 13 силового поля от батареи 15 и открывать через реле 10, затвор 11, что обеспечивает проектирование изл чения от объекта 16 на носитель 12. Помимо этого, устройство содержит средства проектированця изображения объекта записи на носитель и задания пространственного положекия носителя, а также пластину фотопроводшпса установленного в непосредственной близости от носителя, блок ее шггания и средство проектирования излучения от источника 6 на носитель (не показаны). Пример 1. Носитель содержит прозрачную подложку 1 (фиг. 1), в качестве которой использована пленка слюды топицшсй 50 мкм. На плшке размещен слой 2 парафина толщиной 20 мкм. На поверхность слоя парафина насыпан и затем плотно утрамбован мелкий порошок магнетита, имеющий средний размер частиц около 1 мкм. Таким путем получают слой 3 порошка магнетита толщиной около 5 мкм на поверхносш слоя 2 парафина. Для высококачественной записи на зтом носителе необходимо внешнее магнитное поле. Далее носитель маркируют, т. е. определяют интервал времени , (фиг. 5) между моментами иачала увеличения прозрашюсти носителя, находящегося под действием источника излучения постоянной мощное™, в присутствии (момент 1-) и при отсутствии (момент t) внешнего однородного магнитного поля, силовые линии которого направлены по нормали к поверхности носителя, а величина составляет 1.00 Э. Для маркировки пользуются устройством, изображен ном на фиг. 7. Носитель 5 помещают вблизи соленоида 12, включенного в электрическую цепь, состоящую из батареи 14, ключа 13 и соединительных проводов. Между источником 13 сушового поля и носителем 12 помещают непрозрачную диафрагму 17, в центре которой проделано крупное отверстие 18 диаметром 1 мм. Со стороны источника 13 располагают источник, включенный в электрическую цепь, состоящую из батарей 7, . ключа 5 и соединительных проводов. Между источником 6 и источником 13 силового поля располагают поляризатор 19. Со стороны носителя 12 располагают фотоприемник 21, соединен ный с осциллографом 22 с памятью. Между фо топриемником 21 и носителем 12 располагают поляризатор 19, ориентированный tio отношению к поляризатору 19 таким образом, чтоСы макси мально ослабить излучение, проходящее .от источника 6 к фoIoпpиe mикy 21 в отсутствие носителя 12. В присутствии носителя происходит частичная деполяризация света из-за рассеяния на поликри таллическом слое связующего носителя, что сил но уменьшает эффект ослабления света из-за совместного действия поляризаторов 19 и 20. Когда связующее апавится, то резко уменьшается рассеяние света и увеличивается эффект ослабления света из-за совместного действия поляризаторов. Это вызывает ослабле11ие излучения, проходящего от источника 6 к фотоприемнику 21. Для маркировки носителя производят следующие операции. Замыкают ключ 5, который включает источник 6 лучистой энергии, обеспечивающий плотность мощности на отверстии 18 в даафрагме 17,. равную I Вт/см . Одновремешю замыкают ключ 5, который включает ток, создающий магнитное поле, напряженноетью 100 Э. Одновременно включают фотоприем|Нйк 21 и осциллограф 22 с памятью, причем на экране последнего записывается поток излучения от источника 6, прошедший через упо - мянутое отверстие 18 и носитель 12 к фотоприелтику 21. Излучение от источника 6 нагревает носитель .12 на участке, находящемся над отверстием 18 в диафрагме 17, что вызывает штавле ие связующего, находящегося вблизи слоя магнитного порошка. Момент связующего наблюдают на экране по уменьшению потока излучения, прошедшего к фотоприемнику 21. Увеличение прозрачности носителя на упомянутом участке наблюдают на экране по увеличению потока излучения, прошедшего к фотоприемнику. При этом осциллограф 22 записывает кривую о (фиг. 5). Затем размыкают ключи 5 и 5 н выключают 4 отоприемник 21 и осщшлограф 22. Далее перемещают носитель 5 поперек оптической оси устройства на 3 мм таким образом, что под отверстием 18 в диафрагме 17 сказывается другой участок носигеля 12. Затем повторяют описанную операцию с тем отличием, что не замыкают ключ 5. При этом осциллограф зарисовывает кривую (фиг. 5). Таким путем маркиркуют носитель 5 по отношению к мощности источника 6, т. е. выясняют интервач времени t -4 Моменты времени t,, и t при ностоянной мощности источника б, создающего на носителе плотность излучения, равную I Вт/см , имеют следующие типичные значения i /г 200 мс, i4 - 300 мс. Пример 2. Носитель выгюлне так, как в примере 1, но наполнитель образован из частиц титаната бария. Для высококачественной записи на этом носителе необходимо внешнее электрическое поле. Далее маркируют носитель, как в примере 1, но вместо истош(ика 13 силового поля; по обе стороны от носителя 12 помещают прозрачные пластины из окиси индия, образующие коилеисатор. .11 Пример 3. Носитель выполнен так, : как в примере 1, но наполнитель в виде шка 3 магнетата введен внутрь слоя парафина 2 на Шубину 5 мкм (фиг. 3). Далее маркируют носитель, как в примере 1 Пример 4. Способ получения изображения на носителе, описанном в примере 1, : заключается в следующем (фиг. 4). Помещают маркированный носитель 12 вблизи источника 13 силового поля, включенного в электрическую цепь, состоящую из батареи 15, клюта 14 и соединительных проводов. Со стороны источника силового поля соленоида располагают источник 6 освещения, включенный в электрическую цепь из батареи 7 и ключа 5, обеспечивающий плотность мощности 1 Вт/см на носителе. Между источником 6 и источником 13 помещают затвор 11, положение которого изменяют с помоцв ю реле. Со стороны носителя 12 помещают затвор 11, положение которого изменяют с помощью реле 10. Когда затвор 11 открыт, излучение записьшаемого объекта 16 проектируется на носитель; когда затвор 11 закрыт, излуче1ше на носитель не падает. Управление затворами 11 и ключом 14 производят от блока 8 синхронизации с помощью соединений 9. Замыкают ключ 5 и включают блок 8, который через цепь 9 включает реле 10, открывая затвор 11, и свет от истошшка 6 поступает на носитель 5. Свет поглощается непрозрачными частицами порощка магнешта, которые нагреваются и нагревают прилегающ}5Й слой парафина. Спустя 200 мс блок 8 через цепь 9 выключает реле 10, которое возвращает затвор 11 в исходное положение, перекры вая канал излучения от источника 6 к носите лю 12, одновременно блок 8 через цепь 9 замыкает ключ 14 и включает реле 10, открывая затвор 11. Спустя еще 20 мс блок 8 через цепь выключает ключ 14 и реле К), которое возвращает затвор 11 в исходное положение. Таким образом, на носителе 12 получают готовое зафиксированное позитивное изображение объекта записи, передающее его полугона (фиг. 8).. Пример 5. Повторяют те же опера- ции, что в приме 4, но изменяют редким работы блока 8. Спустя 200 мс; после вклю чения блока 8 (момент to ш фиг.6), блок

8 через цепь 9 выключает (момент ig; на фиг, 6) реле 10, которое возвращает затвор 11 в 1(сходное положение, перекрывая канал излучения от источника 6 к носителю 12. Спустя 10 мс (момент tj фиг. 6) блок55 8 через цепь 9 замыкает ключ 14, скачком включая магнитное поле. Спустя 10 мс (момент 6 на фиг. 6} илок 8 через цепь 9 включанатрева.

... Во-вторых, крутизны кривых а и С на начальных участках записи отличаются примерно на порядок, благодаря чему снижают пороговую энергию при записи по предлагаемо ity способу также на порядок.

В-третьих, запись по пре.цлагаемому способу применяют к слоям с больщой непрозрач8 °. ет реле 10, открьгаая затвор 11. Спустя еще 20 мс блок 8 через цепь 9 выключает ключ 14 и реле 10, которое возвращает затвор 11 в исходное положение. Таким образом, на носителе 12 получают готовое зафиксированное позитивное изображение объекта записи, передающее его полутона. Пример 6. Повторяю те же операции, что в Примере 4, но вместо затвора 11, помещают светофильтр, ослабляющий излучение от источника 6 в 2раза. Таким образом, на носителе 12 получают готовое зафиксировашюе позитивное изображение объекта записи, передающее его пол)ггона. По сравнению с примером 4 дополнительно снижают энергию от объекта 9 записи, поскольку часть энергии излучения от истоадшка 6 поступает на носитель 12 одновременно с излучением от объекта 9. Эта часть энергии нагрева, однако, мала, чтобы в течение времени (фиг. 5) вызвать изменение прозрачности слоя и служить лишь в качестве дополнительной подсветки. Пример 7. Помещают маркированный носитель, описанный в примере 2, между двумя прозрачными пластинами из окиси индия, образующими конденсатор, и вк; ючает их в электрическую цепь,, состоящую из батареи 15, ключа и соединительных проводов. Остальные элементы конструкции и их расположение такие же, как в примере 4. Далее осуществляют операции, как описано в примере 4. Пример 8. Используют маркированкьш носитель, описанный в примере 3. Далее осуществляют операции, как описано з примере 4. Дня записи изображения по )1ш;аемому способу потребляют меньще энергии излучения от объекта записи по сравнению со случаем записи 3 постоя шом силовом поле. Это мо;кно установить, сравнив кривые о и С (фиг. 5). Выигрыш в энергии складывается на Tpejc частей. Во-первых, начало записи по кривой с совпадает с моментом-tj, вю1ючения магнитного поля и поэтому энергию излучения от объекта записи используют более экономно, чем при записи по кривой а , где момент ч начала записи зависит от начальных условий (температуры) и флуктуации мощности источника 1111 ностью, благодаря чему дополнительно снижают пороговую энергию записи. Предлагаемая запись изображения обеспечивает большой динамический диапазон на линейном участке. Это можно установить, сравнив кривые а и с (фат. 5), где кривая С имеет большш линейный участок. Кроме того, по, скольку предлагаемую запись применяют к сло ям с большой непрозрачностью, этим дополнительно увеличивают динамический диапазон. Запись изображения улучшает качество передачи полутонов, особенно на начальном участке кривой записи. Это можно установить, Сравнив кривые о и с (фиг. 5), где кривая с имеет линейную з;ависнмость на начальном участке.

8 Запись изображения позволяет С1тзить требования к термостабилизации. Это можно установить обратившись к кривой с (фиг. 5) , где начало записи устанавливают по моменту включения магнитного поля. Этот момент выбирают внутри интервала в соответствии с эмпирической формулой (1), что позволяет ограничиться термостабилизацией в пределах 5-10 С. Поскольку отрезок времени to-; соответствует, например, в случае парафина увеличению температуры на 30 С, то согласно формуле (1), получаем, что отрезок времени соответствует изменению температуры на 8-10 С. Поэтому ошибку в начальной температуре той же величины исключают тем что выбирают момент t J включения магнитного поля внутри интервала t t с 1,

HftkiimHu

Фиг. 5

Iff rf

IT

n

ГЗ

n

jr

ti

o

it

S

II

r

io

V

i f

-J- 1 j I ti7 t« tf tf if

it Фиг. 5

и