Термография

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.