Способ может быть использован для нанесения изображений на поверхность полотнища, имеющего неплоскую поверхность для печатания, поверхность с неравномерной теплопроводностью и поверхность, химически не согласованную с красителем. Способ состоит из этапов: предварительного подогрева первой поверхности полотнища с целью получения подогретого полотнища; размещения стороны ленты, содержащей краситель, против первой стороны нагретого полотнища в зоне соприкосновения; размещения термической печатающей головки в соприкосновении с указанной лентой со стороны, противоположной красителю; перемещения полотнища по отношению к указанной термической печатающей головке; и селективного локального приложения тепла и давления к ленте со стороны термической печатающей головки в зоне соприкосновения с целью переноса красителя с этой ленты на подогретое полотнище. Предложенный способ обеспечивает получение высококачественных изображений за счет улучшения проницаемости красителя через поверхность подложки и исключает образование пустот в напечатанном изображении. 8 з.п. ф-лы, 8 ил., 1 табл.

Настоящее изобретение относится к усовершенствованному способу печатания на различных подложках методом термического переноса массы, в частности, использующему предварительный подогрев подложки для компенсации неоднородностей теплопроводности и топографии поверхности и/или химической несогласованности.

Термин "термическое печатание" широко используется при описании нескольких различных семейств технологий нанесения изображений на подложку. В число таких технологий входят горячее тиснение, прямая термопечать, печатание с помощью диффузии красителя и печатание методом термического переноса массы.

Горячее тиснение выполняется механическим печатающим устройством, в котором изображение наносится или оттискивается на подложку через (красящую) ленту, как описано в патенте США №4992129 (Sasaki и др.). Изображение переносится на подложку путем нагрева штемпеля и приложения к нему давления. Вследствие этого окрашивающее вещество ленты, например краска или чернила, переносятся на подложку в том месте, куда был приложен штемпель. Перед нанесением изображения на подложку она может быть подогрета. Поскольку форма штемпеля фиксирована, метод горячего тиснения не обеспечивает простоты изменения наносимых на подложку знаков или изображений. Следовательно, метод горячего тиснения обычно оказывается бесполезным для печатания переменной информации, например для печатания номерных знаков для автомобилей.

Метод прямой термопечати широко применялся в первых образцах факсимильных аппаратов. Эти системы требовали применения специальных подложек, в состав которых входил краситель, благодаря чему бумага могла изменять свой цвет при локальном нагреве в заданных местах. При работе устройства подложка перемещалась поперек ряда узких индивидуальных нагревателей (пикселей), которые селективно нагревали (или не нагревали) подложку. Там, где пиксели нагревали подложку, подложка меняла свой цвет. Управляя нагревом пикселей, можно было сформировать на подложке любые изображения, например буквы или цифры. Однако подложка могла не предусмотренным образом менять свой цвет под действием света, тепла или механических нагрузок.

Печатание с помощью диффузии красителя использует для перемещения красителя физический процесс диффузии красителя от слоя, являющегося донором красителя, к получающей краситель подложке. Аналогично методу прямой термопечати здесь подложка и содержащая краситель лента перемещаются перед рядом узких индивидуальных нагревателей (пикселей), которые селективно нагревают ленту. Там, где пиксели нагревают ленту, краситель расплавляется и благодаря диффузии проникает в подложку. Известны некоторые красители, которые, попав на подложку благодаря диффузии, химически взаимодействуют с ней. Тогда цвет изображения может зависеть от хода химической реакции. В результате, если тепловой энергии оказалось недостаточно (мала температура или продолжительность нагрева), возможно неполное проявление плотности цвета. Поэтому проявление цвета после диффузии красителя часто сопровождают дополнительным этапом термического закрепления. В качестве альтернативы в патенте США №5553951 (Simpson и др.) описано использование одного или нескольких термостабилизированных валков, установленных до или после зоны печати, чем обеспечивается более точное регулирование температуры подложки в ходе процесса печатания.

Печатание методом термического переноса массы, известное так же как термическое печатание с переносом, бесконтактное печатание, термическое графическое печатание или термография, стало популярным и коммерчески эффективным для формирования знаков на подложках. Так же, как и в методе горячего тиснения, здесь для переноса изображения с ленты на подложку используются тепло и давление. Так же, как и в методах прямой термопечати и печатания с помощью диффузии красителя, здесь пиксельные нагреватели селективно нагревают ленту, чтобы перенести краситель на подложку. Однако краситель ленты, используемой для печатания методом термического переноса массы, содержит полимерное связующее, как правило, составленное на основе воска и/или смолы. Поэтому, когда пиксельный нагреватель нагревает ленту, масса воска и смолы переносится с ленты на подложку.

Одной из проблем, связанных с печатанием методом термического переноса массы, является задача создания высококачественных изображений на "неудобных" поверхностях, таких как неплоские или шероховатые поверхности, поверхности с неравномерной теплопроводностью или поверхности, состав которых химически не согласован со связующим красящего вещества.

На фиг.1 приведен пример подложки 20, которая одновременно имеет и шероховатую поверхность для печатания 22, и неравномерную теплопроводность. Световозвращающий слой 20 состоит из множества стеклянных бусинок 24, закрепленных на носителе 26 матрицей 28 из смолы/полимера. В изображенном исполнении световозвращающий слой 29 расположен между носителем 26 и матрицей 28 из смолы/полимера. Как правило, стеклянные бусинки 24 выступают из матрицы 28 из смолы/полимера примерно на 1...5 микрометров, образуя неплоскую шероховатую поверхность для печатания методом термического переноса массы.

Поскольку световозвращающий слой 20 выполнен не из единого однородного материала, теплопроводность разных точек его поверхности для печатания 22 может быть различной. Например, теплопроводность стеклянных бусинок 24 может отличаться от теплопроводности матрицы 28 из смолы/полимера. К тому же, на величину теплопроводности могут влиять неравномерность толщины носителя 26, пустоты в носителе 26 или местные скопления стеклянных бусинок 24 в световозвращающем слое 20. Вследствие этого создание изображения на поверхности для печатания 22 с использованием обычной технологии метода термического переноса массы может приводить к неравномерности толщины термически перенесенного слоя 23 и/или неравномерной адгезии точек (пикселей) красителя с соответствующим ухудшением качества печати.

На фиг.2 показан другой вариант подложки, имеющей поверхность для печатания 30 с переменной теплопроводностью. На фиг.2 изображен закрытый (капсулированный) световозвращающий слой 32. Его микросферы или бусинки 34 закреплены на носителе 36, но между ними размещен дополнительный отражающий слой 38. К носителю 36 на множестве выступающих опор 42 прикреплен защитный слой 40. Между защитным слоем 40 и микросферами 34 образуются зазоры 44. Поэтому в областях над зазорами 44 и в областях над выступающими опорами 42 теплопроводность поверхности для печатания 30 существенно различна. При использовании метода термического переноса массы, толщина и плотность слоя красителя 46 в местах расположения зазоров 44 и в местах расположения выступающих опор 42 обычно оказываются не одинаковыми.

На фиг.3 приведен пример закрытого (или капсулированного) световозвращающего слоя, в котором выступающие опоры образуют на поверхности для печатания гексагональную решетку. На фиг.3 видно, что сквозь напечатанное на световозвращающем слое изображение из-за неоднородности теплопроводности поверхности для печатания просвечивает гексагональная структура выступающих опор.

Патенты США №5818492 (Look) и №5,508,105 (Orensteen и др.) показывают, что печать методом термического переноса массы может быть выполнена на световозвращающих материалах в тех случаях, когда на них нанесен слой (или слои) полимерного покрытия. Хотя добавление полимерного слоя улучшает пригодность для печатания некоторых световозвращающих материалов, сам процесс нанесения такого слоя удорожает конечный продукт и может ухудшить его световозвращающие свойства. Но даже при наличии такого дополнительного слоя в некоторых графических применениях качество печати может оставаться неудовлетворительным. Добавление удобного для печатания слоя может изменить и другие характеристики световозвращающего материала, например его хрупкость.

В JP-A-05-270044 описан способ регистрации методом термического переноса массы, при котором изображение передается на воспринимающую поверхность путем нагревания промежуточного элемента термического переноса с помощью нагревателей для переноса изображения, причем воспринимающая поверхность предварительно подогревается в то время, когда нагреватели для переноса изображения нагревают промежуточный элемент термического переноса.

В JP-A-05-227977 описан способ переноса изображения, использующий замкнутую в кольцо промежуточную ленту, на одну из поверхностей которой нанесен слой прозрачного красителя, устройство для селективного нанесения изображения на окрашивающий слой, устройство, позволяющее привести окрашивающий слой промежуточной ленты в соприкосновение с воспринимающей поверхностью, и устройство для переноса красящего слоя на воспринимающую изображение поверхность путем прикладывания тепла и давления. Этот способ содержит этап предварительного подогрева промежуточной ленты перед приложением тепла и давления.

Наиболее распространенные способы улучшения качества печати при печатании на неудобных поверхностях методом термического переноса массы заключаются в увеличении тепловой энергии печатающей головки и в увеличении усилия, прикладываемого к печатающей головке опорным валиком. Однако увеличение тепловой энергии и давления на печатающую головку может приводить к сокращению срока ее службы, повреждениям ленты, снижению качества печати и росту механических нагрузок в системе. Таким образом, нужны способы и устройства для печатания методом термического переноса массы на подложках, поверхность которых шероховата, имеет неравномерную теплопроводность и/или выполнена из материала, непосредственно не согласованного с красителем ленты для печатания методом термического переноса массы.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к способам и устройствам для предварительного нагрева подложки до заданной температуры, зависящей от характеристик конкретных типов подложки и красителя, которые будут использоваться, с целью улучшения качества печати при минимуме тепловой энергии печатающей головки и давления в устройствах для печатания методом термического переноса масс. Способы и устройства согласно настоящему изобретению расширяют список сочетаний материалов для термического переноса масс и материалов подложек, пригодных для использования печатания методом термического переноса масс. Предлагаемый способ пригоден для подложек, имеющих неплоскую поверхность для печатания, как у некапсулированных световозвращающих покрытий, неравномерную теплопроводность, как у капсулированных и некапсулированных световозвращающих покрытий, или поверхность, химически несогласованную со связующим красителя.

В одной из реализации настоящего изобретения устройство содержит нагреватель, закрепленный на шасси станка для печатания методом термического переноса массы перед (по ходу полотнища подложки) печатающей головкой. Когда полотнище движется, нагреватель излучает тепловую энергию на подложку, нагревая ее и делая ее более восприимчивой к печатаемому изображению. Предпочтительное устройство содержит расположенный поперек печатаемого полотнища неподвижный нагреватель, регулируемый отдельным устройством или тем же самым компьютером, который формирует изображение. Как правило, выходная мощность нагревателя поддерживается на минимальном уровне, необходимом для достижения оптимального качества печати. В устройствах, имеющих несколько печатающих головок, подобные нагреватели могут дополнительно устанавливаться перед каждой (по ходу полотнища подложки) печатающей головкой. Устройство может быть дополнительно оснащено излучающими нагревателями и подвижными тепловыми экранами, позволяющими циклически мгновенно включать и выключать подогрев. В одной из реализации тепловой экран выполнен в виде венецианских жалюзи, которые можно попеременно закрывать и открывать, периодически подставляя полотнище под излучение нагревателя.

В одной из реализации способ, состоящий в термическом переносе содержащего связующее вещество красителя с ленты на первую поверхность полотнища, имеющего неоднородную теплопроводность (теплоемкость), включает предварительный подогрев первой поверхности полотнища перед печатанием методом термического переноса массы. Содержащая краситель поверхность ленты располагается так, чтобы она соприкасалась с первой поверхностью полотнища. Термическая печатающая головка соприкасается со стороной ленты, противоположной стороне с красителем. Полотнище перемещается по отношению к термической печатающей головке. Печатание осуществляется путем селективного приложения тепла термической печатающей головки к отдельным местам на ленте и приложения давления в зоне соприкосновения, чтобы вызвать перенос красителя с ленты на подогретое полотнище.

В другой реализации настоящее изобретение включает в себя расположение множества термических печатающих головок в соприкосновении с обратными красителю сторонами соответствующего множества лент. В одной из реализации первая поверхность полотнища предварительно подогревается перед тем, как она войдет в каждое из своих соприкосновений с лентами. В одной из реализации со множеством печатающих головок на каждой из головок могут использоваться ленты различных цветов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 представляет поперечное сечение изображения, созданного на стеклярусном световозвращающем материале посредством обычного печатания методом термического переноса массы.

Фиг.2 представляет поперечное сечение изображения, созданного на капсулированном стеклярусном световозвращающем материале посредством обычного печатания методом термического переноса массы.

Фиг.3 представляет изображение, созданное на капсулированном стеклярусном световозвращающем материале посредством обычного печатания методом термического переноса массы.

Фиг.4 представляет схематический чертеж станка для печатания методом термического переноса массы в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.5 представляет поперечное сечение незащищенного стеклярусного покрытия с изображением, созданным посредством печатания методом термического переноса массы способом согласно настоящему изобретению.

Фиг.6 представляет поперечное сечение капсулированного световозвращающего покрытия с изображением, созданным посредством печатания методом термического переноса массы способом согласно настоящему изобретению.

Фиг.7 представляет поперечное сечение другого варианта капсулированного световозвращающего покрытия с изображением, созданным посредством печатания методом термического переноса массы способом согласно настоящему изобретению.

Фиг.8 представляет пример изображения, созданного на капсулированном световозвращающем покрытии способом согласно настоящему изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Красителем называется связующее вещество из воска или смолы, или из их сочетания, содержащее пигменты и/или чернила, способные создавать изображения или знаки на поверхности полотнища. Печатающим методом термического переноса массы называются такие процессы, которые обеспечивают перенос красителя с ленты на подложку путем одновременного локального приложения тепла и давления. Лентой называется тканый носитель, на одной из поверхностей которого находится краситель. Термином "химическая несогласованность" обычно обозначают недостаточную адгезию красителя, недостаточную проницаемость красителя через поверхность подложки и высыхание красителя в процессе печатания методом термического переноса массы, что увеличивает процент пустот в напечатанном изображении.

Фиг.4 является схематическим изображением станка 50 для печатания методом термического переноса массы согласно настоящему изобретению. Печатающая головка установлена так, что она касается первой стороны 68 движущегося полотнища 54, когда оно проходит через станок 50 для печатания методом термического переноса массы. Лента для термического переноса массы 56а в зоне соприкосновения 58а помещена между печатающей головкой 52а и движущимся полотнищем 54. В изображенной реализации лента для термического переноса массы 56а прижимается к печатающей головке 52а подающим роликом 60а и отводящим роликом 62а. Опорный валок 64а расположен на обратной стороне полотнища 54, чтобы поддерживать давление в зоне соприкосновения 58а.

Полотнище 54 перемещается в направлении 66 механизмом любой известной конструкции, например фрикционным механизмом с приводом от шагового двигателя. Печатающая головка 52а, которая остается неподвижной, находится в контакте с лентой для термического переноса массы 56а и передает краситель с ленты 56а на первую сторону 68 движущегося полотнища 54. Если перенос красителя завершен или не должен выполняться, печатающую головку 52а и ленту для термического переноса массы 56а можно, при желании, отодвинуть от движущегося полотнища 54 по направлению оси 70а.

Нагреватель 72 расположен перед (по ходу полотнища) печатающей головкой 52а. В показанной реализации нагревателем является горячий полый валок 73. Длина участка полотнища 54, огибающего горячий полый валок 73, может изменяться сообразно условиям применения. В некоторых реализациях горячий полый валок 73 для предотвращения прилипания полотнища 54 при повышенных температурах отполирован и/или имеет напыленное плазмой покрытие из тефлона®. Горячий полый валок 73 нагревается обычным электрическим трубчатым нагревателем, который остается неподвижным внутри вращающегося горячего полого валка 73. Горячий полый валок 73 может быть установлен на подшипниках, чтобы он свободно вращался при движении полотнища 54. В показанной реализации номинальная мощность нагревателя равна 2000 Вт или примерно 200 Вт на дюйм (79 Вт/см). В число альтернативных нагревателей входят конвективные нагреватели, ультрафиолетовые нагреватели, микроволновые генераторы, радиочастотные генераторы, нагревательные лампы и т.п.

Изображенный на фиг.4 станок 50 для печатания методом термического переноса массы содержит четыре печатающих головки 52а, 52b, 52с, 52d и связанных с ними структур. В одной из альтернативных реализаций дополнительные нагреватели 74b, 74с и 74d расположены (считая по ходу движения полотнища в направлении 66) перед термическими печатающими головками 52а, 52b, 52с и 52d. В изображенном исполнении добавочными нагревателями 72b, 72с, 72d служат нагревательные лампы. В исполнении, изображенном На фиг.4, на полотнище 54 могут наноситься знаки или изображения более чем одного цвета. При использовании лент для термического переноса массы черного, пурпурного, голубого и желтого цветов может быть обеспечена четырехцветная печать или печать составными цветами, если прозрачные красители, переносимые каждой из печатающих головок 52а, 52b, 52с и 52d, будут перекрывать друг друга.

Термические печатающие головки 52а, 52b, 52с и 52d функционируют, чтобы переносить дискретные порции красителя на первую сторону 68 полотнища 54. Размер площадки передаваемого красителя ("точки") определяется площадью каждого отдельного элемента печатающих головок. Такие точки обычно занимают около 0,006 квадратного миллиметра, что соответствует площади единичного пикселя. Разрешение знаков, нанесенных печатающими головками 52а, 52b, 52с и 52d, обычно составляет от примерно 75 до примерно 250 точек на линейный сантиметр.

Термином "термическая печатающая головка" обозначается устройство или устройства, в которых локально генерируется тепло для переноса красителя. Это локальное тепло может генерироваться резистивными элементами, контактирующими с лентой элементами лазерной системы, электронными элементами, термически управляемыми вентильными элементами, индукционными элементами, термостолбиками термоэлектрической батареи и т.п. В качестве примера печатающей головки, которая может быть использована в изображенном На фиг.4 станке 50 для печатания методом термического переноса массы, является печатающая головка, встраиваемая в аппарат, поставляемый фирмой Zebra Technologies Corp., Vernon Hills, IL под торговой маркой Model Z170. В лентах для печатания методом термического переноса массы 56а, 56b, 56с и 56d могут быть использованы связующие на основе воска, смолы или сочетаний смолы и воска. Для использования в изображенном на фиг.4 станке 50 для печатания методом термического переноса массы пригодны ленты, поставляемые фирмой Zebra Technologies Corp., Vernon Hills, IL под торговой маркой Zebra (модели 5030, 5099 и 5175). Такие ленты для печатания методом термического переноса массы, как правило, имеют полиэфирную подложку толщиной около 6 микрометров и слой красителя толщиной от приблизительно 0,5 микрометров до приблизительно 6,0 микрометров. Дополнительная информация, относящаяся к обычным технологиям печатания методом термического переноса массы, изложена в патентах США №5818492 (Look) и №4847237 (Vanderzanden).

На фиг.5 представлено в увеличенном масштабе поперечное сечение световозвращающего материала 20 по фиг.1, имеющее изображение 100, сформированное на неплоской поверхности 102 путем печатания методом термического переноса масс по способу и с помощью устройства согласно настоящему изобретению. Термин "неплоская поверхность для печатания" соответствует поверхностям с шероховатостью от не менее чем 1 микрометра до приблизительно 5 микрометров. Листовой капсулированный световозвращающий материал может иметь шероховатость от примерно 10 микрометров до примерно 15 микрометров. Световозвращающий материал 20 имеет также неоднородную структуру по вертикальной оси и пустоты в матрице 28 из смолы/полимера, которая прикрепляет бусинки к подложке 26. Как показано на фиг.1, полученный методом термического переноса массы слой, образующий изображение 100, имеет в целом неоднородную адгезию термически перенесенной массы к световозвращающему материалу 20.

Фиг.6 изображает вид сбоку на поперечное сечение капсулированного световозвращающего материала, имеющего поверхность для печатания 110. Сочетание выступающих опор 112 и зазоров 114 создает неравномерность теплопроводности и теплоемкости поверхности для печатания 110, измеренных вдоль оси, перпендикулярной поверхности для печатания 110. Предлагаемые способ и устройства для печатания методом термического переноса массы обеспечивают получение практически равномерного слоя 116, нанесенного методом термического переноса массы, несмотря на неравномерность теплопроводности.

Фиг.7 изображает вид сбоку на поперечное сечение капсулированного световозвращающего материала 120, у которого неплоская поверхность для печатания 122 имеет к тому же неравномерную теплопроводность. Как отмечалось выше, выступающие опоры 124 и зазоры 126 создают неравномерность теплопроводности поверхности для печатания 122. Нерегулярность поверхности, образованной кубическими уголковыми элементами 125, также вносит свой вклад в неравномерность теплопроводности. Кроме того, процесс наложения герметизирующей пленки 125 приводит к образованию на поверхности для печатания 122 вдавленных линий герметизации 130. Невзирая на эти два дополнительных неудобства, предлагаемые способ и устройства для печатания методом термического переноса массы обеспечивают получение на поверхности для печатания 122 практически равномерного слоя 132, нанесенного методом термического переноса массы.

На фиг.8 показан логотип, напечатанный на капсулированном световозвращающем материале с использованием способа и устройств согласно настоящему изобретению. В противовес результатам, показанным на фиг.3, предлагаемые способ и устройства обеспечили получение практически равномерного изображения несмотря на гексагональную структуру герметизирующих линий и соответствующую неравномерность теплопроводности.

Предлагаемые способ и устройства для печатания методом термического переноса массы могут использоваться для печатания буквенно-цифровых знаков, графических изображений, штрих-кодов и т.п. Полотнище может быть капсулированным или не капсулированным световозвращающим материалом, например материалом с кубическими уголковыми элементами, описанным в патентах США №№3684348, 4801193, 4895428 и 4938563; или стеклярусным линзовым материалом, содержащим открытые линзовые элементы, капсулированные линзы или вмонтированные линзы, как описано в патентах США №№2407680, 3190178, 4025159, 5064272 и 5066098.

ПРИМЕРЫ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

С помощью станка для печатания методом термического переноса массы, в целом аналогичного показанному На фиг.4, была приготовлена серия согласованных пар отпечатанных образцов с предварительным подогревом полотнища перед печатанием и без подогрева. Все образцы были отпечатаны методом термического переноса массы с помощью ленты сапфирно-голубого цвета марки DC300 для печатания методом термического переноса массы, поставляемой фирмой IIMAK Corp. of Amhurst, NY. У каждого образца определялся процент пустот в окончательном изображении. Полотнище проходило через станок с линейной скоростью около 7,62 сантиметра в секунду (3 дюйма в секунду). В процессе печатания использовались одни и те же изображения и одинаковая тепловая энергия. Для образцов с предварительным подогревом температура предварительного подогрева варьировалась от примерно 76,7С до примерно 93,4С (от 170F до 200F), как показано в таблице.

В качестве образцов А, В, I, J, О и Р использовался световозвращающий материал для автомобильных регистрационных номеров марки Scotchlite Series 3750 фирмы Minnesota Mining and Manufacturing Co., St. Paul, MN с покрытием из пластифицированного термополимера поливинилхлорид-винилацетат-винилалкоголь. Для образцов С и D был использован световозвращающий материал для автомобильных регистрационных номеров марки Scotchlite Series 4770А фирмы Minnesota Mining and Manufacturing Co., St. Paul, MN с покрытием из поперечно-связанного алифатического уретана. Для образцов Е и F был использован световозвращающий материал для автомобильных регистрационных номеров High Intensity Grade марки Scotchlite Series 3870 фирмы Minnesota Mining and Manufacturing Co., St. Paul, MN с акриловым покрытием. Для образцов G и Н был использован световозвращающий материал для автомобильных регистрационных номеров Diamond Grade марки Scotchlite Series 3970 фирмы Minnesota Mining and Manufacturing Co., St. Paul, MN с акриловым покрытием. Для образцов К и L был использован световозвращающий материал для автомобильных регистрационных номеров марки Scotchlite Series 3750 фирмы Minnesota Mining and Manufacturing Co., St. Paul, MN с незащищенной поверхностью из поливинилбутираля и незащищенными стеклянными бусинками. Для образцов М и N был использован световозвращающий материал для автомобильных регистрационных номеров марки Scotchlite Series 3750 фирмы Minnesota Mining and Manufacturing Co., St. Paul, MN с покрытием из поперечно-связанного алифатического уретана. Для образцов Q и R был использован световозвращающий материал для автомобильных регистрационных номеров марки Scotchlite Series 3750 фирмы Minnesota Mining and Manufacturing Co., St. Paul, MN с покрытием из алифатического полиэстеруретана. Для образцов S и Т был использован световозвращающий материал для автомобильных регистрационных номеров марки Scotchlite Series 4770A фирмы Minnesota Mining and Manufacturing Co., St. Paul, MN с покрытием из экструдированного сополимера этилена и акриловой кислоты.

Использование способов и устройств согласно настоящему изобретению для предварительного подогрева полотнища привело к сокращению количества пустот в окончательном изображении в интервале от 55% до 95,6%. Наиболее впечатляющее видимое изменение качества изображения произошло с образцами Е и F. Образцы С и D оказались, вероятно, самым неудобным материалом для печатания методом термического переноса массы из-за химической несогласованности полотнища и термически переносимого вещества ленты. Предварительный подогрев полотнища привел к сокращению на 78,8% количества пустот в окончательном изображении. Использованный для образцов К и L материал с незащищенными линзами имел самую большую шероховатость. Предварительный подогрев привел к сокращению количества пустот в окончательном изображении приблизительно на 60%.

Хотя некоторые воплощения настоящего изобретения остались не описанными для знакомых с этой областью техники очевидно, что в них могут быть сделаны различные изменения и модификации, не отклоняющиеся от изложенной выше концепции изобретения. Поэтому объем настоящего изобретения не может быть ограничен структурами, описанными в этом тексте, а лишь только структурами, описанными языком формулы изобретения.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ печатания методом термического переноса массы красителя с ленты на первую поверхность полотнища, состоящий из этапов предварительного подогрева указанной первой поверхности этого полотнища с целью получения подогретого полотнища, причем эта первая поверхность представляет собой (исключительно или в любом сочетании) неплоскую поверхность, поверхность с неравномерной теплопроводностью и поверхность, химически не согласованную с красителем; размещения стороны ленты, содержащей указанный краситель, напротив первой стороны указанного нагретого полотнища в зоне соприкосновения; размещения термической печатающей головки в соприкосновении с указанной лентой со стороны, противоположной указанному красителю; перемещения указанного полотнища к указанной термической печатающей головке и селективного локального приложения тепла и давления к указанной ленте со стороны указанной термической печатающей головки в указанной зоне соприкосновения с целью переноса указанного красителя с этой ленты на указанное подогретое полотнище.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанное полотнище представляет собой незащищенный световозвращающий материал.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержит этап перемещения указанного полотнища перед неподвижной термической печатающей головкой.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержит этап размещения множества термических печатающих головок в соответствующем множестве зон соприкосновения.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержит этапы размещения множества термических печатающих головок в соответствующем множестве зон соприкосновения и подогрева указанной первой поверхности указанного полотнища перед проходом этого полотнища каждой из множества зон соприкосновения.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержит этапы перемещения указанного полотнища перед множеством неподвижных термических печатающих головок и размещения источников тепла перед (по ходу полотнища) каждой из термических печатающих головок.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержит этап размещения поверхностей множества содержащих краситель лент напротив первой стороны указанного нагретого полотнища во множестве соответствующих зон соприкосновения, образованных множеством соответствующих термических печатающих головок.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что две или более лент содержат красители разных цветов.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанное полотнище представляет собой капсулированный световозвращающий материал.

Нанесение пленок на поверхность подложки не является самоцелью, основная задача - создание требуемой топологии. Для этого необходимо преобразовать сплошную пленку в соответствующий рисунок или изображение. Технология получения тонких пленок позволяет выдерживать размер прибора в одном измерении с высокой точностью. Значительно сложнее с высокой точностью создавать на поверхности подложки двумерный рисунок с высокой точностью и воспроизводимостью. Размеры элементов микросхем беспрерывно уменьшаются, поэтому требования к методам получения рисунка (генерации изображения) растут в той же пропорции. Процесс создания или переноса геометрического рисунка на поверхность подложки называется литографией. Известен он с 1798 года, при этом рисунок или изображение переносили на бумагу или холст с поверхности камня (lithos по-гречески камень).

После моделирования будущей микросхемы формируют ее топологический рисунок. Весь процесс создания топологии разбивают на этапы - создание токоразводки, окон под диффузию, контактные площадки и т.д. Рисунок каждой топологии переносят на шаблоны - плоскопараллельные пластины из прозрачного материала, на которых создан рисунок, состоящий из сочетания прозрачных и непрозрачных для активного излучения участков, образующих топологию одного из слоев структуры прибора, многократно повторенных в пределах активного поля пластины.

Законченные ИС получают последовательным переносом топологического рисунка с каждого шаблона, уровень за уровнем на поверхность подложки. Для формирования изображения уже на поверхности подложки применяют специальные материалы, называемые резистами, чувствительные к активному излучению и наносимые тем или иным способом на поверхность подложки. После обработки активным излучением пленка резиста должна быть устойчива к воздействию агрессивной среды, под воздействием которой в пленке основного материала формируется рисунок. Такой рисунок иногда называют маской, а резистный слой - маскирующим.

Термин перенос рисунка относится к переводу рисунка, созданного маскирующим слоем на пленку или подложку с использованием химических или физических методов, обеспечивающих формирование поверхностного рельефа. Методы переноса рисунка делятся на субтрактивные и аддитивные. Субтрактивный метод заключается в осаждении пленки, литографическом покрытии ее маскирующим слоем с рисунком и удалении травлением немаскированных участков пленки. При аддитивном методе, или методе взрывной литографии (lift off) на подложку наносится сначала маскирующий слой, в котором создается рисунок соответствующей поверхностной конфигурации, после чего на маску и не защищенные ею участки подложки осаждается пленка, затем участки пленки, покрывающие маску удаляются путем селективного травления маскирующего слоя, так, что пленка, покрывающая маску, будет поднята и удалена с поверхности подложки.

Литографические резисты (материалы, которые используются для создания маскирующего слоя) в зависимости от вида применяемого активного излучения делятся на фото-, электроно-, рентгено-, и ионорезисты. В зависимости от результата взаимодействия с активным излучением резисты делятся на позитивные и негативные. Если в результате взаимодействия с активным излучением материал резиста разрушается - деструктирует - и после облучения может быть легко удален проявителем, то такой резист называется позитивным. Над иметь в виду, что необлученная и оставшаяся после проявления пленка резиста должна обладать стойкостью к последующему воздействию агрессивной среды (процессу травления, например).

Если после облучения материал резиста полимеризуется - в нем образуется сетчатая трехмерная структура, устойчивая к последующему воздействию агрессивной среды - а необлученный материал может быть легко удален проявителем, то такие резисты называются негативными. Вообще в зависимости от параметров облучения (экспонирования) резисты могут менять знак.

В зависимости от той среды, в которой происходит проявление резиста (удаление ненужного материала после воздействия активного излучения) они делятся на мокрые и сухие. Мокрые резисты проявляются в водных и органических растворах различных соединений и композиций, а сухие резисты проявляются под воздействием чисто физических процессов - термической обработки или реактивной плазмы. По составу резисты делятся на органические и неорганические.

Наносятся резисты на подложку поливом, экструзией (поливом под давлением через специальные форсунки), пульверизацией, пульверизацией в электрическом поле, центрифугированием (раствор резиста требуемой вязкости наносится каплями на раскрученную на центрифуге подложку). Сухие резисты наносятся преимущественно методами ТВН.

Основные характеристики резистов:

1. Чувствительность - доза активного излучения (Дж/см 2 для электромагнитного излучения и К/см 2 для потока электронов или ионов), необходимая для полной полимеризации или деструкции нанесенного слоя резиста по всей его толщине. Необходимо отметить, что методически было бы гораздо более правильно определять чувствительность как удельную критическую энергию, выделяющуюся в единичном объеме резиста и приводящую к его полной полимеризации или деструкции и измеряемую в эВ/см 3 для всех видов активного излучения. Но трудности, возникающие при практическом определении удельной критической энергии, препятствуют этому.

2. Контрастно-чувствительная характеристика (КЧХ) - зависимость толщины облученного и проявленного слоя резиста от дозы облучения. Качественный вид КЧХ для негативного резиста показан на рис.3.1. Получают ее следующим образом. Наносят пленку резиста определенной толщины, облучают активным излучением и проявляют. При небольшой дозе после проявления резист смывается. При увеличении дозы облучения при той же толщине первоначально нанесенной пленки резиста h 0 (изображена пунктиром) в какой то момент после проявления на подложке остается тончайший слой резиста, называемый вуалью. Доза облучения, соответствующая этому моменту, называется пороговой (Q пор). При дальнейшем увеличении дозы облучения на подложке после проявления будет оставаться пленка резиста все большей толщины, пока при достижении критической дозы облучения Q кр толщина оставшейся после проявления пленки не сравняется с первоначально нанесенной.

Дальнейшее увеличение дозы облучения не приводит к улучшению качества полученной пленки, а ухудшить его при переоблучении может, поэтому оно бессмысленно. Мечтой всех технологов является идеальная КЧХ, при которой пороговая и критическая дозы облучения равны. Для позитивного резиста ход кривой КЧХ будет обратным по сравнению с рис.3.1.

3. Контраст - обратный десятичный логарифм отношения значений критической и пороговой дозы.

При идеальной КЧХ энерговыделение в зоне обработки достаточно для процессов полной полимеризации или деструкции резиста, а энерговыделение вне зоны обработки, возникающее за счет процессов рассеяния и отражения первичного активного излучения недостаточно. Поэтому получаемый на резисте рисунок полностью соответствует рисунку шаблона. При неидеальной, но реальной КЧХ вторичные процессы приводят к энерговыделению вне зоны действия первичного активного излучения и соответственно искажению первоначального рисунка.

В случае негативных резистов вне зоны обработки энерговыделение на некотором расстоянии от границы первичного активного излучения будет недостаточным для полимеризации резиста на всю толщину, но достаточным для образования пленки меньшей толщины, причем чем дальше от границы - тем тоньше эта пленка. При неидеальной КЧХ зона обработки расширяется за счет образования защитной маски в зоне геометрической тени, но толщина пленки будет уменьшаться по мере удаления от границы зоны обработки.

Практически в реальном эксперименте КЧХ получают на одном исследуемом образце путем облучения нанесенной резистной пленки активным излучением через подвижную заслонку, которую сдвигают под потоком излучения дискретно, с контролируемым шагом. После проявления измеряют толщину образовавшихся ступенек, сопоставляют их с соответствующей дозой облучения и получают искомую КЧХ.

Способность инфракрасных лучей эффективно преобразовы­вать энергию оптического излучения в тепловую эффективно ис­пользуется для целей термографии - особого способа регистра­ции изображений, производимого локальной тепловой реакцией в местах нагревания термографического материала. Разработка данного способа относится к 1950-1952 гг., в ее результате был предложен прямой и косвенный способ.

Термографическая бумага для получения копий пропитана ве­ществом, химический состав и цвет которого необратимо изменяются при нагревании. Поскольку темные участки оригинала поглощают больше энергии излучения, чем светлые области, термографиче­ская бумага при контакте с темными участками оригинала сильнее нагревается и изменяет цвет, образуя позитивное изображение. В рассмотренном процессе фотоны взаимодействуют не с атомами фоточувствительной среды, а с агрегатными скоплениями атомов. Фиксирование изображения не требуется, хотя при длительном хранении, особенно в местах с повышенной температурой воздуха, потемнение термографической бумаги происходит по всей поверх­ности.

Термопринтеры. К ним относятся принтеры с термопереносом и термосублимационные принтеры. Все они при работе используют нагрев.

Работа термопринтеров основана на взаимодействии специаль­ной бумаги, которая темнеет при нагревании, и печатающей голов­ки с нагревательными элементами. В процессе печати цветных изображений для переноса красителя на бумагу используется не удар, а точечный нагрев красящей ленты.

Принцип действия термопринтера очень прост. Печатающий элемент представляет собой панель с нагреваемыми элементами. В зависимости от подаваемого напряжения нагреваются те или иные элементы, которые заставляют темнеть специальную термо­бумагу в месте нагрева. Достоинством данного типа принтеров не-

сомненно служит то, что им не нужны расходные материалы кроме специальной бумаги. Недостатком является малая скорость печати.

Широкое практическое применение способ термографии полу­чил в контрольно-кассовых машинах.

В термосублимационных принтерах (термосублимация - про­цесс перехода вещества из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое состояние) краситель с поверхности красящей ленты переносится на бумагу. При перемешивании паров красителей раз­личного цвета достигается очень качественная цветовая гамма (фотореалистичный режим печати).

Общий принцип действия термосублимационных печатающих устройств заключается в следующем.

В печатающей головке используется керамическая подложка с резисторами, напряжение на которых регулируется микросхемой. Подложка имеет твердое покрытие из оксида кремния или напыле­ние, идентичное алмазному.

Материал для переноса красителя на бумагу состоит из тонкого прозрачного пластика, покрытого тонким слоем воска, полимера или композиционным материалом, представляющим собой сочета­ние воска и полимера. Этот слой входит в непосредственный кон­такт с бумагой. При подаче напряжения на резистор происходит его нагрев, в результате чего воск или полимер переносится на бумагу. Воск требует меньшей степени нагрева, полимер большей.

После переноса воска пластиковая подложка отделяется от бу­маги, оставляя воск на ней. Этот процесс вызывает сильную заряд­ку бумаги статическим электричеством, и иногда используется спе­циальное оборудование для снятия статики. Другой проблемой является то, что головка сильно перегревается, поэтому для ее ох­лаждения используют специальные алюминиевые радиаторы.

От типа материала, применяемого для переноса красителя, за­висит долговечность изображения. Воск стирается, быстро выцве­тает, в то время как полимерные покрытия даже в сочетании с вос­ком достаточно надежны. Одним из достоинств термопереноса является влагостойкость материала.

При цветной печати производится несколько проходов с различ­ными лентами воска (CMYK-модель), в результате чего формиру­ется полутоновое растровое изображение. Некоторые принтеры позволяют делать точки разных размеров. На таких принтерах ус­тановлена печатающая головка с хорошим охлаждением и очень четкой регулировкой времени и степени нагрева каждой точки, что

позволяет воску растекаться по бумаге. Эта технология дает более плотную заливку на больших площадях.

В настоящее время используют несколько видов сублимацион­ного переноса красителя.

Сублимация красителя (Dye Sublimation). При таком методе краситель переносится с ленты при ее нагревании термоголовкой, которая обеспечивает различные температурные режимы. В зави­симости от температуры происходит перенос большего или мень­шего количества красителя, в результате чего образуются различ­ные оттенки цвета. Такой способ сублимации является наиболее медленным. Изображения, напечатанные таким способом, могут быть подвергнуты вторичному переносу с помощью нагрева. Для печати используется специальная бумага с покрытием, в котором собственно и оседают сублимирующиеся красители.

Термовосковой перенос (Wax Thermal Transfer), При термовос­ковом переносе диапазон рабочих температур несколько ниже, чем в предыдущем случае. "Расплавленный воск, нанесенный на ленту, стекает и застывает на бумаге. Такой способ позволяет увеличить скорость печати, однако технология дает наилучшие результаты при значительном размере деталей изображения, заполняемых одним цветом. При печати полноцветных рисунков становится явно виден растр, как на струйных принтерах с низким разрешением.

Термовосковая гибридная сублимация (ТГС) (Wax Thermal Hybrid Sublimation) - это сочетание воскового переноса и субли­мации красителя. Этот способ также называется настоящей или отложенной сублимацией.

Термоголовка используется для переноса красителя, находяще­гося в восковом носителе. Низкая температура термовоскового процесса переносит частицы красителя на бумагу, но не позволяет ему сублимироваться. Такая технология ориентирована в первую очередь на повторный перенос, т. е. отпечаток переносится на дру­гую поверхность. Для переноса используется термопресс, который расплавляет воск и одновременно позволяет красителю сублими­роваться на поверхность. Технология, разработанная фирмой Sawgrass Systems позволяет получить наилучший результат при повторном переносе, поскольку сублимация красителя на материал с бумаги происходит только при повторном переносе.

Термический перенос сухой смолы (ТПСС) (Thermal Dry Resin Sublimation) аналогичен сублимации красителя. Но вместо того, чтобы переносить одну точку с ленты на бумагу, ТПСС принтеры превращают специальную обезвоженную смолу в пар. Специально

изготовленная бумага абсорбирует газообразный краситель. В ре­зультате получаются отличные оттенки практически без растра. Такие принтеры идеально подходят для печати фотографий. Этот способ печати в основном относится к принтерам ALPS, которые, однако, используют и сублимацию красителя. Принтеры позволяют производить печатать на различных материалах, используя раз­личные красители, включая металлические.

Твердочернильные технологии (Solid Ink Printers) реализованы фирмой Tektronix (серия Tektronix 840-850). Красители здесь пред­ставляют собой твердые частицы красителя CMYK. Частички кра­сителя каждого цвета находится в собственном отделении кар­триджа. Чернила расплавляются и подаются в печатающую головку. Она создает изображение на алюминиевом барабане, с которого и переносится на бумагу. Для того чтобы чернила не за­стывали на барабане, их подогревают. Ширина печатающей голов­ки равна ширине листа. Лист движется относительно головки, кото­рая переносит на него краситель. Наиболее интересной в данном принтере является сама печатающая головка. Печатающая головка представляет собой блок сопел (по 112 на каждый цвет), снабжен­ных пьезоэлементами. При срабатывании пьезоэлемента капля расплавленных чернил попадает на барабан. Скорость печати в цвете доходит до 14 страниц в минуту. Принтер не рекомендуется выключать из сети, поскольку при этом забиваются сопла печа­тающей головки.

К сожалению все сублимационные технологии требуют присут­ствия прецизионной головки. Поэтому такие принтеры стоят доста­точно дорого и не получили при современном уровне развития пе­чатных технологий должного развития. Они рассчитаны на полноцветную печать высокого качества.

Кроме описанных способов термографии известен также элек­тротермографический. В его основе лежит явление спада по­верхностных зарядов при нагревании термографического слоя. Для этого применяются вещества, чувствительные к нагреву, а именно: смолы в виде слоев на бумажной подложке. Сам процесс спада зарядов вызван сильным уменьшением удельного сопротивления смол при повышении температуры. После коронного заряда и на­гревания термографического слоя ИК- излучением, вызывающим снижение удельного сопротивления до низкого уровня, будет про­исходить быстрый спад поверхностного заряда на экспонирован­ных участках. После процесса экспонирования копию со скрытым электростатическим изображением подвергают электрографиче-

скому проявлению, которое образует видимое негативное изоора-жение.

Электротермографические копии по контрасту сравнимы с элек­трофотографическими, однако этот способ значительно уступает последнему по разрешающей способности.

Тепловой способ переноса рисунка проводников на заготовку печатной платы принят "на вооружение" многими радиолюбителями. С другой стороны, чем сложнее плата, тем больше желание упростить процесс ее изготовления.

Обычно для того, чтобы удовлетворительно перевести рисунок большой сложной платы, требуется несколько попыток, поскольку контролировать "на глаз" тепловой режим на значительной площади заготовки крайне трудно. Из-за многократного прогрева заготовки не исключены местные отслоения фольги.

Бумага используется - тонкая, глянцевая. Заготовку платы перед переносом на нее рисунка нужно прогреть утюгом с противоположной стороны, и уже после достижения температуры, близкой к температуре плавления тонера, перевернуть, наложить бумагу с рисунком и прогреть тонер обычным способом. Прогревание заготовки способствует лучшему плавлению тонера со стороны фольги, что улучшает их сцепление при меньшем проникновении в бумагу.

Бумагу я снимаю не после того, как тонер остынет, а пока еще он расплавлен (постепенно, вслед за движением утюга). При этом бумага снимается намного легче и рисунок меньше повреж­дается. Особенно заметны преимущества горячего съема бумаги, когда лист дважды пропущен через лазерный принтер, в этом случае желательно использовать более толстую бумагу.

Конечно, возможно несовмещение рисунков при повторной печати, но если вручную ориентировать листы в лотке принтера, второй и даже третий проходы через принтер дают практически незаметные расхождения линий. К сожалению, не все принтеры позволяют юстировать лист в подающем лотке. Так как толщина тонера в этом случае удваивается, местные стравливания про­водников отсутствуют и плата не требует последующей доработки.

Давление утюга на бумагу должно быть равномерным и меньшим, чем обычно, иначе "толстые" проводники могут быть раздавлены и четкость рисунка ухудшится. Если плата двусторонняя, изготовление второй стороны производится аналогично после травления первой. На время травления второй стороны платы первую защищают лаком (краской).

Второй способ переноса рисунка на заготовку печатной платы - не тепловой, а, скорее, "мокрый". Он состоит из нескольких операций. Лист бумаги с рисунком проводников, распечатанный на лазерном принтере, подвергают воздействию ацетона, бензина или любого другого быстро испаряющегося вещества, растворяющего тонер. Наносить растворитель следует равномерно (я использую для этого распылитель от духов), в небольшом количестве, чтобы тонер не потек, а лишь слегка размягчился по всему объему. В зависимости от качества бумаги может оказаться полезным нанести тонкий слой растворителя на поверхность заготовки, чтобы его хватило только на то, чтобы дополнительно растворить поверхностный слой тонера.

Затем, пока растворитель не испарился, бумагу стороной рисунка проводников прижимают к заготовке и прикатывают фотографическим резиновым валиком. Иногда одного прохода бывает достаточно, чтобы рисунок перешел на заготовку с качеством, достаточным для травления. Но может понадобиться несколько раз прокатать бумагу и даже дождаться полного испарения растворителя. Снимать бумагу в этом случае можно, распылив на нее немного растворителя (или же применить тепловой способ после мокрого и снять бумагу, пока тонер расплавлен).

Так как в мокром способе отсутствует нагревание заготовки, для отслоения фольги нет никаких причин. Адгезия же тонера к фольге получается даже более высокой по сравнению с тепловым способом, так как растворенный тонер имеет меньшую вязкость и лучше смачивает поверхность фольги. Поэтому даже с меньшей, чем при тепловом способе, толщиной защитного слоя рисунка стравливание проводников практически отсутствует.

В качестве варианта можно, наложив лист с рисунком проводников на заготовку, на тыльную сторону листа нанести тонкий слой клея "Момент". На клей нужно положить еще один лист бумаги и прикатать к фольге фотоваликом. Когда размягчившийся тонер прилипнет к плате, следует более тщательно прикатать бумагу валиком меньшей ширины для получения большего давления. Для этого процесса я применяю резиновый прижимной ролик от катушечного магнитофона.

class="eliadunit">

Снимать бумагу с заготовки нужно до того, как клей окончательно засохнет. Качество адгезии очень хорошее, стравливания проводников не происходит. Автор отдает предпочтение именно этому варианту, так как он быстрый, надежный и позволяет после перевода рисунка травить одновременно обе стороны заготовки. Наилучшей для мокрого способа я считаю бумагу "Сне­гурочка".

Изобретение относится к технологическим процессам переноса изображения на различные поверхности изделий, изготовленных из различных материалов. В способе переноса изображения осуществляют сканирование изображения, выводят изображение на монитор, связанный с компьютером, выводят прямое или обратное изображение с помощью принтера на трансферный материал и переносят выведенное изображение на подложку путем совмещения трансферного материала с изображением с подложкой. После совмещения трансферного материала с подложкой осуществляют их термическую обработку в течение 10 с при температуре 50°С, необходимую для подложек, выполненных из плавких материалов, и в течение 30 мин при 350°С - для подложек из тугоплавких материалов. Далее отделяют трансферный материал от подложки и защищают полученное изображение от внешних разрушающих его воздействий путем нанесения полимерных покрытий и термообработки. Данная технология позволяет повысить долговечность, стойкость, прочностные характеристики перенесенного изображения в условиях разрушающих воздействий температуры и влаги. 3 ил.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Изобретение относится к технологическим процессам переноса цветного или черно-белого изображения на различные поверхности и может быть использовано в полиграфической промышленности, при изготовлении декоративных материалов, при создании защитно-декоративных покрытий керамических изделий, стекла и металла; в оформительском деле, в мемориальных досках и памятниках, витражах. Известны растровые способы бесконтактной записи изображений и информации на поверхность носителя путем дозирования расходов красочных составов в направлении в сторону поверхности за счет применения струйных принтеров (см. патент Великобритании 2220892, кл. B 41 J 3/04, 1998). В декоративно-оформительском деле, для создания театральной декорации, цветных витражей используют способ фотолитографии, заключающийся в контактном экспонировании с эмульсионных фотошаблонов. Для защиты изображения от вредного воздействия среды используют пленочные защитные покрытия на основе высыхающих масел, масляных лаков, синтетических смол, высокополимерных материалов (см. патент RU 2012917, 1994). Известен способ переноса изображения на различные поверхности, использующий пульверизационный принцип переноса (см. патент США 4839666, 1989 г.). Способ заключается в построчной развертке считывания оптического изображения в плоскости его фокусирования и синтезе копии этого изображения на поверхности. К недостаткам известных способов относятся:
- низкое качество воспроизведения изображения;
- невозможность применения при различных подложках, таких как керамика, различные ткани;
- невозможность переноса изображения на фигурные поверхности;
- низкие прочностные характеристики поверхности;
- низкая атмосферостойкость (выгорание). Наиболее близким аналогом предложенного способа переноса изображения на различные поверхности является способ, заключающийся в том, что осуществляют сканирование или пересъемку изображения, выводят изображение на монитор, связанный с компьютером, кадрируют, ретушируют изображение и корректируют его цвет на мониторе, выводят прямое или обратное изображение с помощью принтера или копировального аппарата на трансферный материал и переносят выведенное изображение на подложку путем совмещения трансферного материала с изображением с подложкой (см. Журнал для полиграфистов и издателей "Компьютер" ред. Компьютер пресс, N 7, 1998, стр. 48). К недостаткам ближайшего аналога относятся низкие функциональные возможности из-за отсутствия конкретных режимов технологического процесса, предназначенных для различных материалов, из которых изготовлены подложки; для различных трансферных материалов. Известный способ не учитывает условия применения изделия, на которое перенесено изображение. В известном способе недостаточно уделено внимания долговечности, стойкости и прочности характеристикам перенесенного изображения. Задачей предлагаемого способа переноса изображения на различные поверхности является разработка технологии переноса изображения с применением современных компьютерных технических средств, обеспечивающая повышенную долговечность, стойкость и повышение прочностных характеристик перенесенного изображения в условиях разрушающих воздействий, температуры и влаги. Указанная задача решена за счет того, что в способе переноса изображения на различные поверхности, заключающегося в том, что осуществляют сканирование изображения, выводят изображение на монитор, связанный с компьютером, кадрируют, ретушируют изображение, корректируют его цвет на мониторе, выводят прямое или обратное изображение с помощью принтера или копировального аппарата на трансферный материал и переносят выведенное изображение на подложку путем совмещения трансферного материала с изображением с подложкой, после совмещения трансферного материала с подложкой осуществляют их термическую обработку в течение 10 сек при температуре 50 o C, необходимую для подложек, выполненных из плавких материалов, и в течение 30 мин при 350 o C для подложек из тугоплавких материалов, после чего отделяют трансферный материал от подложки и защищают полученное на подложке изображение от внешних разрушающих его воздействий путем нанесения полимерных покрытий и термообработки. На фиг. 1 представлена технологическая схема переноса изображения; на фиг. 2 изображена операция переноса изображения на подложку; на фиг. 3 изображена операция переноса изображения на подложку, изготовленную из стекла, в этом случае изображение защищено поверхностью стекла, а противоположная от изображения сторона покрыта полимерным покрытием. Существо предлагаемого способа заключается в следующем. Предложенный способ основан на применении современных вычислительных технологий, связанных с применением цифровых устройств ввода и вывода изображений, управляемых компьютером. Предлагаемый способ позволяет осуществлять процесс переноса изображения на фарфоровые, фаянсовые, кожаные, текстильные, глиняные, стеклянные, металлические, пластиковые и другие производные материалы. Полное описание процесса переноса изображения заключается в следующем:
- сканирование фотографии или ввод в компьютер при помощи оптических систем, совместимых с компьютером;
- обработка в программе пиксельной графики;
- вывод через принтер или копировальный аппарат на трансферные материалы;
- совмещение трансферного материала с изображением с изделием (подложкой);
- термическая обработка в течение 10 сек - 30 мин при температуре 50-350 o С;
- отделение трансферного материала от изделия (подложки), изображение остается на подложке;
- защита от внешних воздействий;
- термическая обработка в течение 5 - 120 мин при температуре 50-350 o С. В предлагаемом способе могут быть применены различные существующие технические средства для ввода и вывода изображений. Для ввода графической информации могут быть использованы существующие сканеры трех типов устройств: барабанные, планшетные и специализированные слайд-сканеры. Сканирование или цифровой пересъем изображения заключается в вводе изображения в компьютер с применением оборудования, позволяющего перевести оптическое изображение в цифровое. Для этого используются различные виды сканеров, цифровые фотоаппараты, видеокамеры, слайд-сканеры. Изображение выводится на монитор компьютера. С помощью программы пиксельной графики производят кадрирование, ретуширование изображения и корректируют его цвет. Выводят прямое или обратное изображение с помощью принтера или копировального аппарата на трансферный материал. Наилучшее качество изображения получается при использовании принтеров, использующих принцип сухой цветной печати MICRO DRY. Печатная головка принтера состоит из 240 нагревательных элементов, которые при прохождении вдоль красящей ленты нагревают краску до 80 o С и отпечатывают ее на бумагу точками размером в 40 микрон. Краска не пропитывает бумагу, а как бы прилипает к ней, поэтому краски на оттисках выглядят ярче и чище. Изображение не расплывается и не размазывается, не тускнеет со временем и не выцветает на солнце. Такая технология позволяет печатать цветное фотореалистическое изображение на бумаге любого качества: на открытке, на картоне толщиной 0,23 мм, на прозрачной пленке, самоклеящихся пленках, на пластике и фольге. Фотографического качества можно достичь, печатая на фотобумаге. Кроме того, можно применить трансферный материал в виде термопереносной бумаги и пленки, при помощи которых картинки переносятся на различные поверхности, - обложки книг, коробки, плакаты, дерево, пластик, ткани, различные предметы. Принтеры могут печатать металлическими красками (золото, серебро). Прочностные характеристики трансферного материала лежат в пределах 80-150 г/см 2 . Полученное изображение на трансферном материале переносят на подложку (изделие) путем совмещения трансферного материала с подложкой. Трансферный материал может совмещаться с изделиями (подложкой) любой формы, в том числе цилиндрической. После совмещения осуществляют термическую обработку в течение 10 сек - 30 мин при температуре 50-350 o С. Выбранный режим термической обработки обусловлен материалами, из которых изготовлены изделия (подложки). Режим термической обработки, характеризуемый временем обработки от 10 сек при температуре 50 o С, необходим для изделий (подложек), выполненных из плавких материалов, например, из полиэпоксидных смол с восковыми добавками, плавких трансферных материалов. Режим термической обработки до 30 мин и температуре до 350 o С задается для изделий (подложек), изготовленных из мрамора, гранита, металла, покрытых глазурью, трудноплавких материалов. Промежуточные режимы применяют для изделий, изготовленных из дерева, термопластов. При заданном диапазоне термической обработки происходит нарушение связи между краской и трансферным материалом за счет ее размягчения. Происходит прилипание изображения к изделию (подложке) за счет сил адгезии. Силы адгезии между краской и подложкой выше, чем сила между краской и трансферным материалом, поверхность которого покрыта тонкой пленкой. После этого отделяют трансферный материал от подложки, который легко отделяется от слоя краски без его повреждения. Сила адгезии между краской и подложкой становится выше, если изделие (подложка) покрыто глазурью, что обычно имеет место в фаянсовых изделиях, декоративно-художественных изделиях. В ходе термической обработки происходит размягчение глазури, что и приводит к увеличению сил адгезии. В дальнейшем переходят к защите полученного на подложке изображения от внешних разрушающих его воздействий путем нанесения полимерных покрытий и термообработки в течение 5-120 мин при температуре 50-350 o С. В качестве материала полимерного покрытия используют полиэпоксидные смолы, полиэфирные смолы порошкового типа, а также жидкие лаки, не вступающие в химическую реакцию с трансферным изображением. После этого осуществляют термообработку в течение 5-120 мин при температуре 50-350 o С для подложек, изготовленных из любых материалов, кроме содержащих восковые составляющие. Способ по существу охватывает термические режимы для большинства уже существующих трансферных материалов и подложек. В результате осуществления предлагаемого способа переноса изображения получается изображение на требуемом изделии, обладающее высоким качеством, характеризующимся улучшенной цветовой гаммой, высоким художественно-декоративным уровнем и защищенным от вредного влияния окружающей среды. С целью обеспечения повышенной надежности сохранения перенесенного изображения в качестве защитного материала может быть использован экран, изготовленный из стекла. В этом случае выводят прямое изображение на трансферный материал. Проводят термообработку при расположении стеклянного экрана на изображении. После удаления трансферного материала осуществляют защиту обратной стороны изображения от разрушений. Высокое качество переноса и его долговечность достигаются благодаря большим функциональным возможностям применяемых технических средств: сканеров, компьютера, принтера. Применение компьютера позволяет производить операции кадрирования, ретуширования изображения и корректировку его цвета. Ретуширование, коррекция, монтаж изображения позволяют создать (нарисовать) любое свое изображение или обработать введение изображения. В обработку изображения входят:
- кадрирование - изменение формата изображения, удаление или введение в оригинал дополнительных элементов изображения;
- ретуширование - удаление дефектов изображения с применением редакционных компьютерных программ пиксельной и векторной графики;
- раскрашивание, корректировка цвета - нанесение цветовой гаммы на любое изображение. При этом могут использоваться различные программы, широко применяемые в полиграфии и компьютерными художниками. При выводе изображения с применением выводных устройств используются органические и неорганические красители на бумагу и пленки, позволяющие перевести эти изображения на любые поверхности. Термообработка осуществляется с применением электронагревательных камер или путем наложения на изделие резинометаллических электродов для создания локального нагрева либо нагревом изделия любым из известных способов (контактным или бесконтактным) с помощью инфракрасного излучения или горячим воздухом.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ переноса изображения на различные поверхности, заключающийся в том, что осуществляют сканирование изображения, выводят изображение на монитор, связанный с компьютером, выводят прямое или обратное изображение с помощью принтера на трансферный материал и переносят выведенное изображение на подложку путем совмещения трансферного материала с изображением с подложкой, отличающийся тем, что после совмещения трансферного материала с подложкой осуществляют их термическую обработку в течение 10 с при температуре 50 o C, необходимую для подложек, выполненных из плавких материалов, и в течение 30 мин при 350 o C для подложек из тугоплавких материалов, после чего отделяют трансферный материал от подложки и защищают полученное изображение от внешних разрушающих его воздействий путем нанесения полимерных покрытий и термообработки.