DE20306312U1

DE20306312U1 - Device for labeling or printing spherically curved object surfaces

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Publication number: DE20306312U1
Application number: DE20306312U
Authority: DE
Original assignee: HARZBECKER KAY
Current assignee: HARZBECKER KAY
Priority date: 2003-04-22
Filing date: 2003-04-22
Publication date: 2003-10-09
Anticipated expiration: 2013-04-23
Also published as: WO2004094152A9; WO2004094152A1; DE112004000685D2

Description

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BeschreibungDescription

Vorrichtung zum Beschriften oder Bedrucken von sphärisch gekrümmten ObjektoberflächenDevice for labelling or printing on spherically curved object surfaces

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschriften oder Bedrucken von sphärisch gekrümmten Objektoberflächen nach dem Oberbegriff des ersten Schutzanspruchs.
Es ist bekannt, dass Produkte aus der Industrie und dem Gewerbe gekennzeichnet werden. So werden zum Beispiel auf Lebensmitteln oder deren Verpackung Verbraucherinformationen aufgebracht. Aufgrund der Verordnung über bestimmte Vermarktungsnormen für Eier sind beispielsweise Informationen über Herkunft und Haltung auf ein jedes Hühnerei aufzudrucken. Üblich ist die Kennzeichnung unmittelbar vor dem Verpacken der Eier mit einem Tintenstrahldrucker. Die Patentschrift DE 44 14 477 Al beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kennzeichnung von Hühnereiern, jedoch legt dieser Stand der Technik nicht das hochauflösende Beschriften oder Bedrucken an stark gekrümmten Oberflächen wie beispielsweise der Oberfläche eines Eis nahe und ist insgesamt für sphärisch stark gekrümmte Oberflächen ungeeignet, da aufgrund des festen Abstandes zwischen dem Druck- oder Beschriftungskopf und dem Hühnerei, der Abstand zur BearbeitungsstelleThe invention relates to a device for labeling or printing spherically curved object surfaces according to the preamble of the first claim.
It is known that products from industry and commerce are labelled. For example, consumer information is applied to foodstuffs or their packaging. Due to the regulation on certain marketing standards for eggs, information on origin and husbandry must be printed on each chicken egg, for example. Labelling is usually done immediately before the eggs are packed using an inkjet printer. Patent specification DE 44 14 477 A1 describes a method and a device for labelling chicken eggs, but this state of the art does not suggest high-resolution labelling or printing on strongly curved surfaces such as the surface of an egg and is generally unsuitable for spherically strongly curved surfaces because, due to the fixed distance between the printing or labelling head and the chicken egg, the distance to the processing point

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während des Druck- oder Beschriftungsvorgangs ändert und sich dies nachteilig auf das Druckergebnis auswirkt. Ebenso ändert sich die Auflösung oder Qualität der Beschriftung oder des Drucks durch den fixierten Bearbeitungskopf und den damit gleichbleibenden Auftreffwinkel des Strahles zur sphärisch gekrümmten Oberfläche.changes during the printing or labeling process and this has a negative effect on the print result. The resolution or quality of the labeling or printing also changes due to the fixed processing head and the resulting constant angle of incidence of the beam to the spherically curved surface.

In DE 35 16 016 Al wird eine Lösung zum Aufbringen von Werbung auf einem Vogelei beschrieben. Dies erfolgt mittels eines Stempels, der eine Druck- oder Andruckfläche mit einer gewölbten Kontur aufweist, die der Krümmung der Oberfläche des Eis angepasst ist und welcher an die Oberfläche des Eis gedrückt wird. Durch die unterschiedlichen Größen und Krümmungsradien der Hühnereier ist diese Lösung nicht für das zuverlässige Aufbringen der Werbebotschaft geeignet. Auch kann es durch den Anpressdruck beim Druckvorgang zum Bruch der Eier kommen.DE 35 16 016 A1 describes a solution for applying advertising to a bird's egg. This is done using a stamp that has a printing or pressure surface with a curved contour that is adapted to the curvature of the surface of the egg and which is pressed onto the surface of the egg. Due to the different sizes and curvature radii of chicken eggs, this solution is not suitable for reliably applying the advertising message. The pressure during the printing process can also cause the eggs to break.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Beschriften oder Bedrucken von sphärisch gekrümmten Objektoberflächen zu entwickeln, die eine hohe Druckqualität auch bei stark sphärisch gekrümmten Oberflächen gewährleistet, sich an variierende Großen der Objekte anpasst und es gestattet, Beschriftungen mit unterschiedlichem Informationsgehalt in einfachster Weise auf der Objektoberfläche aufzubringen.The object of the invention is to develop a device for labeling or printing on spherically curved object surfaces, which ensures high print quality even with strongly spherically curved surfaces, adapts to varying sizes of the objects and allows labels with different information content to be applied to the object surface in the simplest way.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Schutzanspruches gelöst. Vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Vorrichtung zum Beschriften oder Bedrucken von sphärisch gekrümmten Objektoberflächen mittels Druck- oder Beschriftungsköpfen zeichnet sich dadurch aus, dass erfindungsgemäß ein oder mehrere Druck- oder Beschriftungsköpfe so zur Objektoberfläche angeordnet sind, dass die Objektoberfläche berührungslos mit Verbraucherinformationen und zusätzlich mit Text und/oder Grafik versehbar ist. Die Druck- oder Beschriftungsköpfe sind dabei bevorzugt als vom Laser- und/oder Tintenstrahldrucker ausgebildet, wobei die mit dem Laser- und/oder Tintenstrahl beschriebene Bahn auf dem mit dem Laser- und/oder Tintenstrahl erzeugten Berührungsradius der gekrümmten Objektoberfläche liegt und an einer beliebigen Stelle der Objektoberfläche anbringbar ist. Der Laser- und/oder Tintenstrahl liegt dabei im Wesentlichen rechtwinklig zu einer im Berührungsradius der Objektoberfläche anlegbaren Tangente.This object is achieved according to the invention with the characterizing features of the first claim. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.
The device for labeling or printing spherically curved object surfaces using printing or labeling heads is characterized in that, according to the invention, one or more printing or labeling heads are arranged in relation to the object surface in such a way that the object surface can be provided with consumer information and additionally with text and/or graphics without contact. The printing or labeling heads are preferably designed as a laser and/or inkjet printer, whereby the path written with the laser and/or inkjet lies on the contact radius of the curved object surface generated by the laser and/or inkjet and can be applied at any point on the object surface. The laser and/or inkjet lies essentially at right angles to a tangent that can be applied in the contact radius of the object surface.

Das Beschriften oder Bedrucken erfolgt ein- oder mehrzellig, durch einen oder mehrere Druck- oder Beschriftungsköpfe, um den Kennzeichnungs- und Verpackungsprozess nicht zu verlangsamen. Insbesondere durch den Einsatz von Druck- oder Beschriftungsköpfen, dieThe labeling or printing is carried out in one or more cells, by one or more print or label heads, in order not to slow down the labeling and packaging process. In particular, by using print or label heads that

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mehrzeilig beschriften oder bedrucken können, ist es möglich den Bearbeitungsprozess weiter zu optimieren.
Die Druck- oder Beschriftungsköpfe können dabei parallel oder in Reihe angeordnet sein.can label or print multiple lines, it is possible to further optimize the processing process.
The printing or labeling heads can be arranged in parallel or in series.

Bevorzugt ist die zu bedruckende Objektoberfläche die Oberfläche eines Hühnereis, welches durch das Beschriften oder Bedrucken mit Verbraucherinformationen und zusätzlichem Text oder Grafik oder einer Kombination aus beiden versehbar ist, wobei der Text oder die Grafik oder deren Kombination in hoher Qualität aufgebracht werden und insbesondere zu Werbezwecken dienen. Zusätzlich kann die Oberfläche des Hühnereis mit einem Barcode bedruckt werden. Für das Bedrucken werden dabei nur Stoffe verwendet, die gesundheitlich unbedenklich sind. Wird ein Laser zur Erzeugung von Konturen durch Materialabtrag oder photochemischen Prozess auf der Ei- Oberfläche genutzt, so können die Prozessparameter und gegebenenfalls Zusatzstoffe so gewählt werden, dass keine giftigen Stoffe entstehen. Bei der Verwendung von Farbe oder Tinte, insbesondere für das Beschriften oder Bedrucken eines Hühnereis, ist diese fest mit dem Untergrund verbunden, löst sich nicht in Wasser und ruft bei Körperkontakt keine gesundheitlichen Schäden hervor. Von Vorteil ist ferner ein Bedrucken oder Beschriften mit Stoffen, die erst unter Einfluss vonThe object surface to be printed is preferably the surface of a chicken egg, which can be provided with consumer information and additional text or graphics or a combination of both by labeling or printing, whereby the text or graphics or their combination are applied in high quality and are used in particular for advertising purposes. In addition, the surface of the chicken egg can be printed with a barcode. Only materials that are harmless to health are used for printing. If a laser is used to create contours by removing material or using a photochemical process on the egg surface, the process parameters and any additives can be selected so that no toxic substances are produced. When using paint or ink, in particular for labeling or printing on a chicken egg, it is firmly bonded to the substrate, does not dissolve in water and does not cause any health damage when it comes into contact with the body. It is also advantageous to print or label with materials that only dissolve under the influence of

Fremdeinwirkung wie beispielsweise Wärme- oder UV-Strahlung sichtbar wird.External influences such as heat or UV radiation become visible.

Das erfindungsgemäße hochauflösende ein- oder mehrfarbige Bedrucken oder Beschriften erlaubt es, die Oberfläche des Eis als Werbeträger zu nutzen, durch das Aufbringen von Text und/ oder Grafik in Form eines Firmenlogos oder beispielsweise einer Internetadresse. Um eine Unterscheidung zwischen Kennzeichnung und Werbung zu gewährleisten, kann durch der dem Ei bzw. der Oberflächenkontur angepassten Lage des Bearbeitungskopfes, der Text und/ oder die Grafik auch an der &ldquor;Spitze" des Eis aufgebracht werden. Denkbar ist auch eine parallele Anordnung der Druck- oder Beschriftungsköpfe, so dass gleichzeitig ein Ei auf zwei gegenüberliegenden Seiten bedruckt oder beschriftet werden kann. Hierbei wird eine hohe Qualität und Auflösung erreicht, um auch detaillierte Grafiken oder Barcodes aufzubringen. Vorteilhaft an der Erfindung ist ebenfalls, dass eine Integration in bestehende Produktionsanlagen ohne großen Aufwand möglich ist und dabei der Produktionsablauf nicht verlangsamt wird. Mit einem baugleichen Druck- oder Beschriftungskopf sind die Verbraucherinformationen und der zusätzliche Text oder die Grafik gleichzeitig oder nacheinander aufbringbar. Dabei beträgt die Höhe des zusätzlichen Textes oder derThe high-resolution single- or multi-coloured printing or labelling according to the invention allows the surface of the egg to be used as an advertising medium by applying text and/or graphics in the form of a company logo or, for example, an internet address. In order to ensure a distinction between labelling and advertising, the position of the processing head adapted to the egg or the surface contour means that the text and/or graphics can also be applied to the "tip" of the egg. A parallel arrangement of the printing or labelling heads is also conceivable, so that an egg can be printed or labelled on two opposite sides at the same time. This achieves a high quality and resolution in order to apply detailed graphics or barcodes. Another advantage of the invention is that it can be integrated into existing production systems without great effort and the production process is not slowed down. With an identical printing or labelling head, the consumer information and the additional text or graphics can be applied simultaneously or one after the other. The height of the additional text or the

Grafik bevorzugt das 0,5- bis 2-fache der Höhe der Verbraucherinformation.Graphics preferably 0.5 to 2 times the height of the consumer information.

Durch den Einsatz moderner Hard- und Software, die zur Einstellung und Änderung der Beschriftung oder des Drucks dient und der Kompatibilität mit den Bearbeitungsköpfen, ist man in der Lage sehr schnell das Motiv auf der Ei-Oberfläche in kürzester Zeit und mit sehr geringem Aufwand zu wechseln.By using modern hardware and software, which is used to set and change the labeling or printing and the compatibility with the processing heads, it is possible to change the motif on the egg surface very quickly and with very little effort.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below using embodiments and drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1: Kontur eines Hühnereis 2, in die ein Kreis 4 mit dem Radius R hineingelegt wurde,Fig. 1: Contour of a chicken egg 2, into which a circle 4 with radius R was placed,

Fig. 2: Flächenabschnitt A4, der für den Kreis 4 mit dem Radius R bedruckbar ist,Fig. 2: Surface section A4, which can be printed for circle 4 with radius R,

Fig. 3: parallele Anordnung zweier sich gegenüberliegender der Druck- oder Beschriftungsköpfe 1, Ib,Fig. 3: parallel arrangement of two opposing printing or labeling heads 1, 1b,

FIG. 4: zwei hintereinander in Reihe angeordnete Druckoder Beschriftungsköpfe 1, Ib,FIG. 4: two printing or labelling heads 1, 1b arranged one behind the other in series,

Fig. 5: parallele Anordnung zweier zueinander in Transportrichtung versetzt angeordneter Druckoder Beschriftungsköpfe,Fig. 5: parallel arrangement of two printing or labelling heads offset from each other in the transport direction,

Fig. 6: Einrichtung zur Steuerung des Beschriftungs- oder Druckvorganges,Fig. 6: Device for controlling the labeling or printing process,

Fig. 7: Prinzipskizze eines Hühnereis mit Verbraucher- und Werbeinformationen.Fig. 7: Schematic diagram of a chicken egg with consumer and advertising information.

FIG. 1 zeigt die Kontur eines Hühnereis 2 in der ein Kreis 4 mit dem Radius R hineingelegt wurde. Der Radius R wird bestimmt durch den betreffenden Flächenabschnitt A4 der Oberfläche A des Hühnereis 2. Der Laser- oder Tintenstrahl 3 liegt dabei auf dem Berührungsradius R und der Bearbeitungskopf 1 beschreibt beim Druck- oder Beschriftungsvorgang eine Kreisbahn mit dem Radius R' . Damit erreicht man, dass der Laser- oder Tintenstrahl 3 immer senkrecht auf die Oberfläche A des Hühnereis 2 oder rechtwinklig zur Tangente des für den Flächenabschnitt A4 hineingelegten Kreises 4 auftrifft. Somit vergrößert sich die Querschnittsfläche des Laser- oder Tintenstrahles beim Auftreffen kaum und der Aufdruck wird nicht verfälscht.
Fig. 2 zeigt den Flächenabschnitt A4 der für den Kreis 4 mit dem Radius R bedruckbar ist. In Abhängigkeit der geometrischen Abweichung der Ei- Oberfläche von der einer Kugeloberfläche, der verwendeten Druck- oder Beschriftungsköpfe und der geforderten Auflösung sind eine bestimmte Anzahl von rechnerisch hineingelegten Kugeloberflächen mit dem Radius R notwendig.
Die in Fig. 3 dargestellte Abbildung zeigt eine parallele Anordnung zweier Druck- oder Beschriftungsköpfe 1, Ib,FIG. 1 shows the contour of a chicken egg 2 in which a circle 4 with radius R has been placed. The radius R is determined by the relevant surface section A4 of the surface A of the chicken egg 2. The laser or ink jet 3 lies on the contact radius R and the processing head 1 describes a circular path with radius R' during the printing or labeling process. This ensures that the laser or ink jet 3 always hits the surface A of the chicken egg 2 perpendicularly or at right angles to the tangent of the circle 4 placed for the surface section A4. The cross-sectional area of the laser or ink jet therefore hardly increases when it hits and the print is not distorted.
Fig. 2 shows the surface section A4 which can be printed for the circle 4 with the radius R. Depending on the geometric deviation of the egg surface from that of a sphere surface, the printing or labeling heads used and the required resolution, a certain number of mathematically placed sphere surfaces with the radius R are necessary.
The illustration in Fig. 3 shows a parallel arrangement of two printing or labeling heads 1, 1b,

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wobei gleichzeitig die Kennzeichnung und das Beschriften oder Bedrucken mit einem Text und/oder einer Grafik erfolgt. Das Hühnerei 2 bewegt sich dabei relativ zu den Druck- oder Beschriftungsköpfen 1, Ib in Pfeilrichtung.
Gemäß der in Fig. 4 dargestellten Abbildung sind die Druckoder Beschriftungsköpfe 1, Ib hintereinander angeordnet.
Die Kennzeichnung und das Beschriften oder Bedrucken mit einem Text und/oder einer Grafik erfolgt zeitlich versetzt ohne den Produktionsprozess zu vermindern. Das Hühnerei 2 bewegt sich dabei relativ zu den Druck- oder Beschriftungsköpfen 1, Ib in Pfeilrichtung.whereby the marking and the labeling or printing with a text and/or a graphic takes place simultaneously. The chicken egg 2 moves relative to the printing or labeling heads 1, 1b in the direction of the arrow.
According to the illustration shown in Fig. 4, the printing or labeling heads 1, 1b are arranged one behind the other.
The marking and labeling or printing with a text and/or a graphic takes place at different times without reducing the production process. The chicken egg 2 moves relative to the printing or labeling heads 1, 1b in the direction of the arrow.

Fig. 5 zeigt eine parallele Anordnung der Druck- oder Beschriftungsköpfe 1, Ib die in Bewegungsrichtung der Hühnereier 2 versetzt angeordnet sind. Wie auch in Fig. 4 erfolgt die Kennzeichnung und das Beschriften oder Bedrucken mit einem Text und/oder einer Grafik zeitlich versetzt und ebenfalls ohne den Kennzeichnungs- und Verpackungsprozess zu vermindern. Das Hühnerei 2 bewegt sich dabei relativ zu den Druck- oder Beschriftungsköpfen 1, Ib in Pfeilrichtung.Fig. 5 shows a parallel arrangement of the printing or labeling heads 1, 1b which are arranged offset in the direction of movement of the chicken eggs 2. As in Fig. 4, the marking and labeling or printing with a text and/or a graphic takes place at different times and also without reducing the marking and packaging process. The chicken egg 2 moves relative to the printing or labeling heads 1, 1b in the direction of the arrow.

Die in Fig. 6 dargestellte Abbildung zeigt die Prinzipdarstellung einer Steuerung, womit der gesamte Beschriftungs- oder Druckvorgang überwacht und gesteuert wird. Mit Hilfe einer für den jeweiligen Druck- oder Beschriftungskopf 1, Ib geschriebenen Software undThe illustration in Fig. 6 shows the principle of a control system, which monitors and controls the entire labeling or printing process. With the help of software written for the respective printing or labeling head 1, 1b and

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dazugehöriger Hardware lassen sich ohne großen Aufwand die Aufdrucke modifizieren oder ersetzen.The prints can be modified or replaced without much effort using the appropriate hardware.

Die Prinzipskizze eines Hühnereis 2 mit auf dessen Schale aufgebrachter Verbraucherinformation 6 und Werbeinformation 7 ist in Fig. 7 dargestellt. Die Verbraucherinformation 6 und die Werbeinformation 7 stehen unmittelbar nebeneinander und wurden z.B. mit dem gleichen Druckkopf durch Tintenstrahldruck aufgebracht. Dabei können vorteilhafter Weise in einem Durchlauf mit nur einem Druckkopf, wenn dieser für die Verbraucherinformation nicht seine gesamte zur Verfügung stehende Druckhöhe benötigt, gleichzeitig mit den Verbraucherinformationen die Werbeinformationen mit der restlichen zur Verfügung stehenden Druckhöhe des Druckkopfes aufgebracht werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Verbraucherinformation 6 in einem Druckvorgang mit einem ersten Druckkopf und die Werbeinformation 7 in einem anderen Druckvorgang mit einem weiteren Druckkopf aufzubringen oder Verbraucherinformation &bgr; und Werbeinformation 7 gleichzeitig mit z.B. zueinander versetzten oder im Winkel zueinander angeordneten Druckköpfen gleichzeitig auf dem Hühnerei abzubilden. Weiterhin besteht bei Verwendung mehrerer Druckdüsen die Möglichkeit, unterschiedliche Farben vorzusehen, um Verbraucherinformation 6 und Werbeinformation 7 beliebig farbig zu gestalten.The schematic diagram of a chicken egg 2 with consumer information 6 and advertising information 7 applied to its shell is shown in Fig. 7. The consumer information 6 and the advertising information 7 are located directly next to each other and were applied, for example, with the same print head using inkjet printing. In this case, the advertising information can advantageously be applied at the same time as the consumer information in one pass with only one print head, if the latter does not require its entire available print height for the consumer information, using the remaining available print height of the print head. Of course, it is also possible to apply the consumer information 6 in one printing process with a first print head and the advertising information 7 in another printing process with another print head, or to print consumer information β and advertising information 7 simultaneously on the chicken egg with, for example, print heads that are offset from one another or arranged at an angle to one another. Furthermore, when using several print nozzles, it is possible to provide different colors in order to design consumer information 6 and advertising information 7 in any color.

Claims

1. Device for labeling or printing spherically curved object surfaces by means of printing or labeling heads, characterized in that one or more printing or labeling heads are arranged relative to the object surface in such a way that the object surface can be provided with consumer information and additionally with text and/or graphics without contact.

2. Device according to claim 1, characterized in that the printing or labeling heads are designed as laser and/or inkjet printers and that the written path lies on the contact radius of the curved object surface generated by the laser and/or inkjet and can be applied at any point on the object surface.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the laser and/or ink jet is perpendicular to a tangent that can be applied in the contact radius of the object surface.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the labeling or printing is carried out in one or more lines.

5. Device according to claim 4, characterized in that several printing or labeling heads are arranged in parallel or in series.

6. Device according to claims 1 to 5, characterized in that the object surface to be printed is the surface of a chicken egg.

7. Device according to claim 6, characterized in that the surface of the chicken egg can be provided by labeling or printing with consumer information and additionally with text, graphics or barcode or a combination thereof.

8. Device according to claim 7, characterized in that the text or the graphic or their combination serves for advertising purposes.

9. Device according to one of claims 5 to 8, characterized in that the text or the graphic or the barcode or a combination thereof can be applied to the surface of the egg on the partial area with the smallest contact radius.

10. Device according to one of claims 5 to 9, characterized in that it has at least one printing or labeling head for contactless labeling or printing, which is movable on a path adapted to the spherical curvature of the surface of the egg.

11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the label or print is single-colored or multi-colored.

12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the label or print is high-resolution.

13. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the device has hardware and/or software means which serve to adjust and change the labeling or printing.

14. Device according to claim 13, characterized in that the consumer information and/or the text and/or the graphics and/or the barcode that can be applied to the object surface can be set with the hardware and/or software means.

15. Device according to one of claims 6 to 14, characterized in that the labeling or printing with text, graphics or barcode takes place simultaneously, before or after the application of the consumer information.

16. Device according to one of claims 6 to 15, characterized in that the consumer information and the additional text and/or the graphic and/or the barcode can be applied simultaneously or sequentially using an identical printing or labeling head.

17. Device according to claim 16, characterized in that the height of the additional text or graphic is 0.5 to 2 times the height of the consumer information.

18. Device according to one of claims 1 to 17, characterized in that the labeling or printing is carried out with substances that are harmless to health.

19. Device according to one of claims 1 to 18, characterized in that it does not produce any substances harmful to health.

20. Device according to one of claims 1 to 19, characterized in that the labeling or printing is carried out by means of substances which become visible through external stimulation.

21. Device according to claim 20, characterized in that the external excitation is carried out by heat input or UV radiation.