Способ тепловой записи изображения на носителе и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК G03G15/00 

Изобретение относится к технике записи изображений с помощью тепловых, световых и электронных потоков.

Известен тепловой способ записи изображения, по которому формируют носитель, содержащий подложку и чувствительный к записываемому излуче- ниюслой, состоящий из смеси легкоплавкого про- зрачного связующего и непрозрачных мелкодисперсных частиц, обладающих способностью под действием внешнего силового магнитного и электрического поля соединяться в цепочки. Причем частицы диспергированы в слое в количестве, достаточном для сообщения ему оптической непрозрачности. Затем носитель подогревают до температуры, близкой к температуре плавления связующего, воздействуют на носитель силовым полем, силовые линии которого направлены перпендикулярно плоскости слоя, проектируют на носитель изображение, для дополнительного выборочного подогрева чувствительного слоя и фиксируют полученное изображение охлаждением носителя.

Недостатки данного способа записи - низкая светочувствительность, малый динамический диапазон, плохая передача полON4 VJ

4

угонов на начальном участке характеристической кривой, необходимость в термоста- гировании.

Известен носитель, способ и устройство для тепловой записи изображения.

Носитель в этом техническом решении содержит подложку с чувствительным для записываемого излучения слоем из смеси легкоплавкого прозрачного связующего и непрозрачных мелкодисперсных частиц, об- ладающих способностью под действием внешнего силового поля соединяться в цепочки, причем частицы размещены плотно упакованным слоем, обеспечивающим оптическую непрозрачность чувствительного покрытия.

Способ тепловой записи изображения на этом носителе включает предваритёль- чный нагрев носителя до температуры, близкой к температуре размягчения связующего однородным излучением в спектральной области поглощения дисперсных частиц, снижение уровня подогрева после начала плавления связующего в области, контактирующей с поверхностью частиц, скачкооб- разное воздействие на носитель силовым магнитным и электрическим полем и одновременное проектирование на носитель записываемого изображения для дополнительного выборочного подогрева чувствительного слоя, фиксирование полученного изображения путем охлаждения носителя.

Устройство для реализации способа содержит средства экспонирования носителя излучением и формирования импульсного однородного поля, направленного перпендикулярно плоскости носителя, блок управления включением и выключением средства экспонирования и формирования силового поля, причем между средством нагрева и носителем расположен затвор, обеспечивающий снижение уровня подогрева , исполнительный механизм которого подключен к блоку управления.

К недостаткам способа тепловой записи изображения и устройства для реализации способа относят низкую чувствительность при записи, низкое качество изображения, выражающееся в высоком уровне пространственных шумов изображения и низкой р&з- рёшающей способности, а также невысокую надежность и сложность процесса подготовки носителя к записи, необходимость в маркировке носителя, которая проводится перед съемкой изображения для точного определения моментов снижения уровней ПО догрева и скачкообразного воздействия силового поля.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ записи изображения на носитель, аналогичный вышеописанному и реализуемый при помощи устройства, аналогичного вышеописанному.

Известный способ аписи включает операции однородного подогрева носителя излучением в спектральной области поглощения частиц наполнителя с одновремен- ным воздействием на носитель однородного постоянного силового поля, силовые линии которого перпендикулярны плоскости носителя, прекращение подогрева , скачкообразное увеличение напряженности силового поля и экспонирование носителя записываемым излучением для выборочного подогрева носителя в момент начала просветления носителя, фиксирование записываемого изображения охлаждением носителя.

К недостаткам известного способа записи относят низкую чувствительность, малую фотографическую широту при записи. Здесь принято стандартное определение фотографической широты как десятичного логарифма экспозиций, отвечающих краям линейного участка характеристической кривой, обусловленных высокой энергией излучения, требуемой для дополнительного выборочного подогрева носителя при экспозиции.

Цель изобретения - повышение чувствительности и фотографической широты при записи изображений, а также повышение надежности и упрощение процесса подготовки носителя к записи.

Поставленная цель достигается тем, что дополнительно производят предварительный однородный подогрев носителя излучением в спектральной области поглощения частиц наполнителя до начала просветления носителя, затем прекращают подогрев в момент начала просветления носителя, затем выдерживают носитель без подогрева в течение временного интервала, превышающего время, необходимое для восстановления начальной оптической прозрачности носителя, вторично включают однородный подогрев носителя излучением и одновременно воздействуют на носитель постоянным силовым полем, прекращают подогрев, одновременно воздействуют импульсным силовым полем и экспонируют носитель в момент просветления носителя, фиксируют полученное изображение охлаждением носителя. Максимальный эффект достигается при длительности временного интервала задержки носителя без подогрева от 0,2 до 1.0 с.

Пределы оптимального значения интервала задержки установлены экспериментально. При значении задержки 0,2 с наблюдается вуалирование носителя при повторном включении магнитного поля. :

При значении задержки 1,0 с выигрыш по чувствительности и фотографической широте по сравнению с прототипом мая.

Устройство для реализации предлагаемого способа содержит средство экспонирования носителя, средство формирования однородного импульсного и постоянного силового поля, направленного перпендикулярно плоскости носителя, средство формирования однородного облучения носителя в спектральной области поглощения частиц наполнителя, блок управления включением средств формирования силового поля, лучистого подогрева и экспонирования носителя. Кроме того, оно дополнительно содержит фотоприемник и источник зондирующего излучения в спектральной области поглощения частиц накопителя со стороны носителя, противоположной по отношению к фотоприемнику, причем спектральная область чувствительности фотоприемника пег рекрывается со спектральной областью источника зондирующего излучения и не перекрывается со спектральной областью источника однородного облучения носителя, а также электронную схему, вход которой подключен к фотоприемнику, а выход - к блоку управления средствами формирования силового поля, однородного облучения носителя и экспонирования носителя, включающую усилитель сигнала от фотоприемника, по крайней мере один компаратор, осуществляющий сравнение значения сигнала от фотоприемника в процессе подготовки носителя к записи с его первоначальным значением, для определения момента начала просветления носителя и восстановления его прозрачности, и таймер для осуществления задержки передачи команды блоку .управления на время, равное интервалу выдержки носителя без подогрева.

Вновь вводимые элементы устройства, помимо обеспечения автоматического режима работы, обеспечивают дополнительное увеличение фотографической широты и чувствительности при записи, поскольку снижаются требования по однородности, идентичности качества носителя, так как оптимальный режим реализации способа достигается индивидуально для каждого образца носителя.

На фиг.1 изображен график зависимости оптической прозрачности носителя от времени и диаграммы, поясняющий принО

5.

0

цип рабоУы по предлагаемому способу (по оси абсцисс отложено время, а по оси ординат прозрачность носителя Ј, мощность подогрева - I, величина поля - Н); на фиг.2 - блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг.З - блок-схема электронного блока, входящего в состав устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг.4 - диаграммы, поясняющие соотношение между оптическими спектрами излучения, подогрева и зондирующего излучения, спектральных областей чувствительности фотоприемника и поглощения частиц наполнителя; на фиг.5 - характеристические кривые, полученные экспериментально при съемке изображений с применением предлагаемого технического решения (кривые 1, 2,4) и прототипа (криPt

вая 3)(по оси абсцисс - экспозиция W ,

где Р - мощность, t - время экспозиции, S - площадь изображения, по оси ординат D Гд Ј- оптическая плотность носителя). Принцип работы по способу заключается в следующем (см.фиг.1). В момент времени t 0 на носитель начинается воздействие подогрева. В момент времени ti его воздействие приводит к расплавлению связующего и к спонтанному увеличению

прозрачности.

Если в момент ti воздействие излучения прекратить, то оптическая прозрачность увеличится, а затем полностью восстановится при t t2 (т.н. эффект восстановления

прозрачности). В данной работе экспериментально установлено, что свойства связующего и носителя в результате такого однократного процесса изменяются, и если процесс нагрева повторить, т.е.. в момент

ts/t2 включить нагрев вторично совместно с постоянным полем, а при повторном начале увеличения прозрачности при т.з t4 подействовать на носитель импульсным полем и экспонировать записываемое изображение, чувствительность по сравнению с прототипом значительно возрастет. Это явление можно объяснить гистерёзисными явлениями при фазовом переходе, в результате которых объем связующего в течение

некоторого времени после плавления и затвердевания имеет эффективно меньшую теплоту плавления, чем до плавления. Увеличение чувствительности в значительной мере определяется временем задержки носителя без подогрева ta-t2 после восстановления оптической прозрачности. При тз - t2 1 с увеличение чувствительности падает, при 1з - 1з 0,2 с включение поля приводит к существенному увеличению прозрачности без подогрева и к вуалированию носителя.

На фиг.2 показана блок-схема устройства для реализации способа. Носитель 1 установлен вблизи средства формирования постоянного и импульсного магнитного поля 2, на общей оптической оси средств подогрева 3 и экспонирования 4. Источник 5 зондирующего излучения и фотоприемник 6 обеспечивают контроль оптической про- зрачности в процессе подготовки к записи изображения. Электронная схема 7 осуще ствляет обработку сигналов, а блок 8 управ- ления - выполнение команд в автоматическом режиме.

Устройство работает следующим образом.

Зондирующее излучение от источника 5 просвечивает носитель и падает на фото- дриемник 6. Мощность источника 5 выбира- -ется по крайней мере на порядок меньше, чем мощность источника 3 подогрева, во избежание вуалирования носителя 1. Соотношение спектров источников 3, 5 и фотоприемника 6 должно обеспечивать отсутствие помех в сигнале на выходе фото- приемника 6 от источника 3 (см. фиг ,4). Аналоговый сигнал от фотоприемника 6 обрабатывается электрон н ым блоком 7. на выходах которого вырабатываются логиче- ские команды на включение источников полей 2. подогрева 3 и экспозиции 4, в соответствии с диаграммами на фиг,1.

Блок 7 включает (см.фиг.З) усилитель 9 и от первого до трех компараторов 10 - 12, которые при необходимости могут быть снабжены регулировочными элементами 13 - 15 для точной установки уровня сигнала, принимаемого за начало 1-го и 2-го просветления (ti, ta) носителя и за момент восстэ- новления прозрачности носителя (t2). Логические сигналы с выходов компараторов 10 - 12 преобразуются логическим блоком 16 в команды на исполнительные устройства, причем сигнал на вторичное включение подогрева задерживается таймером 17 на желаемый промежуток времени ta-ta.

Преимущества предлагаемого устройства по сравнению с прототипом за- ключаются в следующем: достигается автоматический режим работы; отпадает И&- обходимая в прототипе операция маркировки носителя; снижаются требования по идентичности носителей; снижаются требо- вания к носителям по наличию локальных дефектов.

Поскольку разброс пленок по составу, однородности и качеству приводил в прототипе к тому, что при маркировке носителя

время подогрева выбиралось несколько меньше среднестатистического по партии, средняя чувствительность снижалась. В предлагаемом режиме этот недостаток устранен введением автоматизированного режима работы, Кроме того, повышение чувствительности, достигаемое при реали- зации предлагаемого способа, не могло быть практически реализовано, так как требовалась точность маркировки, превосходящая разброс пленок по параметрам. В тоже время при автоматическом режиме работы время подогрева оказывается оптимально подобранным индивидуально для каждого образца.

Пример 1. Носитель содержит лавсановую подложку толщиной 30 мкм. Связующее - слой воска толщиной 30 мкм. Накопитель РезОз нанесен плотным слоем на его поверхность, размер частиц 0,3-3 мкм. Начальная оптическая плотность 3,0 опт.ед. Носитель помещают в соленоид, обеспечивающий постоянное поле 550 Э и импульсное поле 6 КЭ. Источником подогрева служит лампа накаливания мощностью 800 Вт с фильтром ИКС-6 и электромеханическим затвором, источник зондирующего излучения - лампа накаливания мощностью 6 Вт с фильтром СЗС-9, фотбприемник ФД- 21 К. Уровень срабатывания компараторов 10 - 12 устанавливается регулирующими элементами 13 - 15, равный 3 дБ по отношению к уровню начальной непрозрачности носителя, Продолжительность интервала задержки 1з- ta 1 с. Чувствительность при регистрации составляет 5 10 Дж/см , фотографическая широта 1,3 (см.фиг.5. кривая

1),. , ;;. ; . . . П р и м е р 2. То же, что и в примере 1. но t3 -12 - 0,4 с. Чувствительность при регистрации равна Дж/см2, фотографическая широта 2,0 (см.фиг;5, кривая 2). Таким образом, чувствительность по сравнению с прототипом увеличивается на порядок (см.фиг,5, кривая 3).

При м е р 3. То же, что и в примере 2, но ta -12 - 0,2 с. Возникает дополнительное вуалирование A D 0-3 опт. ед., чувствительность при регистрации 4 «10 Дж/см2, фотографическая широта 1,3 опт.ед. (см.фиг.5, кривая 4).

Предлагаемое техническое решение сочетает свойства прототипа - высокое качество изображений, линейную характеристическую кривую с более высокой Дж/см чувствительностью, высокой надежностью и может найти применение в ИК- технике, метрологии, научных исследованиях.

Формула изобретения

1.Способ тепловой записи изображения на носителе, состоящем из прозрачной подложки, на которой расположен слой смеси легкоплавкого связующего и чуветви- тельных к силовому полю частиц наполнителя, размещенных в связующем плотноупакрванным слоем, обеспечивающим непрозрачность носителя, включающий однородный подогрев носителя излучением в спектральной области поглощения частиц наполнителя и одновременное воздействие постоянного силового поля, прекращение подогрева с одновременным воздействием и импульсным сило- вым полем и экспонированием.носителя в момент просветления носителя, а также:последующее фиксирование изображения путем охлаждения носителя, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что. с целью повышения качества записи путем увеличения чувствительности и фотографической широты, дополнительно производят предварительный однородный подогрев носителя излучением в спектральной области поглощения частиц наполните- ля, прекращают предверительный подогрев в момент начала просветления носителя, за- тзм выдерживают носитель без подогрева в течение временного интервала, превышающего время, необходимое для восстанрвле- ния начальной оптической прозрачности носителя,- - .-.:

2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем. чти носитель выдерживают без подо грева в течение временного интервала, превышающего время, необходимое для

восстановления начальной оптической прозрачности носителя на 0,2-1,0 с.

3. Устройство для тепловой записи изображения на носителе, содержащее средство экспонирования носителя, блок формирования однородного импульсного и постоянного силового поля перпендикулярно плоскости носителя, блок подогрева носителя излучением в спектральной области поглощения частиц наполнителя, блок управления записью, первый выход которого подключен к входу блока подогрева носителя излучением в спектральной области поглощения частиц наполнителя, второй выход - к входу блока формирования однородного импульсного и постоянного силового поля перпендикулярно плоскости носителя, а третий выход - к входу средства экспонирования носителя, о т л и ч а ю щ е- е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и фотографической широты уст- ройства, в него введены фотоприемник и источник зондирующего излучения в спектральной области поглощения частиц наполнителя, который расположен с противоположной стороны носителя по от- ношению к фотоприемнику, причем выход фотоприёмника соединен с входом блока управления записью, а спектральная область чувствительности фотоприемника не перекрывается со спектральной областью блока подогрева носителя излучением в спектральной области поглощения частиц наполнителя и перекрывается со спектральной областью излучения источника зондирующего излучения в спектральной области поглощения частиц наполнителя.

Изобретение относится к технике записи с помощью тепловых световых и электрон ных потоков. Целью изобретение является повышение качества записи путем увеличения чувствительности и фотографической широты. С этой целью дополнительно производят предварительный однородный подогрев носителя излучением в спектральной области поглощения частиц наполнителя, который прекращают в момент начала просветления носителя. Выдерживают носитель без подогрева в течение временного интервала, превышающего время, необходимое для восстановления начальной оптической прозрачности носителя. Максимальный эффект достигается при длительности временного интервала задержки без подогрева от 0,2 до 1,0 с. Устройство для реализации способа дополнительно содержит фотоприемник и источник зондирующегб излучения в спектральной области поглощения частиц накопителя со стороны носителя, противоположный по отношению, к фотоприемнику, причем спектральная область чувствительности фотоприемника перекрывается со спектральной областью источника зондирующего излучения, перекрывается со спектральной областью источника однородного облучения носителя, а также электронную схему, включенную между фотоприемником и блоков управления. 2 с.и. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. сл С

1 Щ

LLWUl

tuf1i,flyeK

Н МьСгтя

ша

#Ы магниту

атяуиеского затбдра

Эмсяозиция )

Ммлудьс.магн. /ю/ie f«Z)

floefft-магм.

- поле («)

Wttzt

-2

-3