用于微光学凹部的精确上墨的系统和方法与流程

本公开涉及微光学安全装置、特别是包括一个或多个层的微光学安全装置的生产，其中染色的材料沉积到图标层的浮雕结构(例如，空隙、孔或凹部)中以形成微尺度(例如，1至50μm之间)的图标特征。

背景技术：

1、对结构特征包括难以复制的文件防伪真实性标记的护照、纸币和其他文件(本文中称为“安全文件”)进行加固仍然是安全文件设计领域持续存在的技术挑战和改进机会的来源。微光学装置(诸如全息图、提供色彩偏移和其他光学效果的光栅以及合成放大镜)构成流行且有效的难以复制的真实性标记形式，借助这些微光学装置，可通过数千或数百万个小尺度微透镜(例如，直径为大约50微米的透镜)查看一层图标材料，以产生动态(即，其外观可随查看角度而变化)且具有三维外观的图像。

2、这种微光学装置典型地尤其通过以下操作来生产：浇注固化包括一系列浮雕结构的图标层且然后用一种或多种染色材料填充浮雕结构，并且刮掉多余的染色材料，从而产生图标层的填充空隙中的高对比度、高分辨率图像图案，这与微透镜或其他小尺度聚焦元件层的间距精确地配准。图标层上的浮雕结构的微小尺度带来重大的制造挑战，使得复制图标层对于伪造者和其他恶意行为者来说即使不是不可能，也是极其困难的。

3、然而，虽然通过本质上扩展用染色流体对具有浮雕结构的表面进行溢流涂布并且用刮刀刮涂所涂覆的表面以同时将多余的染色流体驱动到浮雕结构中并(类似于橡皮刮)从浮雕结构上方的表面去除多余的染色液体的凹版印刷技术来进行对图标层上墨的过程是众所周知的并且已经掌握到允许大规模制造微光学安全装置的程度，但它并非没有限制性和技术挑战。与通过对图标层进行溢流涂布并随后刮涂表面来给该层上墨相关联的技术挑战包括条纹。与在纸上的传统凹版印刷中使用的油墨相比，用于对微光学安全装置的图标层上墨的染色流体通常包含具有高浓度(与凹版印刷油墨相比)颜料颗粒的可辐射固化流体聚合物。高颜料浓度会增加在施加到图标层表面的油墨溢流涂层中存在过大颜料颗粒或颜料颗粒团块的风险。当这种情况发生时，超大颗粒或颜料颗粒团块不是在刮刀刮涂阶段被驱动到图标层的浮雕结构中，而是被拖过图标层的表面，从而在图标层上留下颜料条纹。这种条纹可能会毁掉一些或所有生产批次。

4、与通过溢流涂布给图标层上墨并用刮刀刮走多余的染色流体相关联的技术挑战还包括以下事实：被刮走的流体通常不可重复使用，并且因此浪费了所使用的大部分染色流体。除了效率低下和与浪费大量所施加的染色流体相关联的成本之外，与施加染色流体的多余部分相关联的技术问题还包括染色流体留在印刷机械的可能滴落该染色流体的工作表面上的风险，或以其他方式损害生产批次。与通过用染色流体淹没图标层的整个表面且然后刮走多余部分来给图标层上墨相关联的限制包括以下事实：创建多色图标即使不是完全不可能的，也通常是非常困难的，因为所有浮雕结构都通过用第一颜色对图标层上墨的过程而被完全填充，从而没有为随后用第二颜色的染色流体进行上墨留下空间。

5、因此，开发能对未固化染色材料在图标层上的放置和体积提供更大控制的用于对微光学图标层上墨的系统和方法仍是本领域技术挑战和改进机会的来源。

技术实现思路

1、本公开说明了用于对微光学结构的填充凹部的精确上墨的改进过程的实施方案。

2、在第一实施方案中，一种用于对三维微光学结构进行上墨的方法包括：将具有第一颜料浓度的第一体积的第一可辐射固化油墨喷射到三维图标层的第一部分，其中所述三维图标层的所述第一部分具有第一体积填充要求；将第二体积的所述第一可辐射固化油墨喷射到所述三维图标层的第二部分，其中所述三维图标层的所述第二部分具有第二体积填充要求；将多余的可辐射固化油墨从所述三维图标层刮走；以及对剩余的可辐射固化油墨进行辐射固化。

3、在第二实施方案中，一种用于对三维微光学结构进行上墨的设备的示例包括：射流分配器；以及控制器，所述控制器通信地连接到所述射流分配器，其中所述控制器被配置为：控制所述射流分配器将具有第一颜料浓度的第一体积的第一可辐射固化油墨分配到三维图标层的第一部分，其中所述三维图标层的所述第一部分具有第一体积填充要求，以及控制所述射流分配器将第二体积的所述第一可辐射固化油墨分配到所述三维图标层的第二部分，其中所述三维图标层的所述第二部分具有第二体积填充要求。

4、在第三实施方案中，一种微光学安全装置包括：基底；以及形成在所述基底上的三维图标层，所述三维图标层包括第一部分中的第一多个凹部和第二部分中的第二多个凹部，其中所述第一多个凹部中的凹部用具有第一颜料浓度的第一可辐射固化油墨填充至第一体积填充要求，其中所述第二多个凹部中的凹部用所述第一辐射固化油墨填充至第二体积填充要求。

5、根据下面的附图、描述和权利要求，其他技术特征对于本领域技术人员来说可容易显而易见。

6、在进行下面的详细描述之前，阐述本专利文件全文使用的某些单词和短语的定义可能是有利的。术语“耦合”及其派生词是指两个或更多个元素之间的任何直接或间接通信，无论这些元素是否彼此物理接触。术语“包括”和“包含”及其派生词意指包括但不限于。术语“或”是包容性的，意思是和/或。短语“相关联”及其派生词意指包括、被包括在内、互连、包含、被包含在内、连接到或相连接、耦合到或相耦合、可通信、合作、交错、并置、接近、绑定到或相绑定、具有、具有属性、有关系等等。当与项目列表一起使用时，短语“至少一个”意味着可使用所列出的项目中的一个或多个的不同组合，并且可仅需要列表中的一个项目。例如，“a、b和c中的至少一个”包括以下组合中的任一个：a、b、c、a和b、a和c、b和c以及a和b和c。

7、本专利文件全文提供了其他某些单词和短语的定义。本领域普通技术人员应当理解，在许多(如果不是大多数)情况下，这样的定义适用于这样定义的单词和短语的先前以及将来的使用。

技术特征：

1.一种用于对三维微光学结构进行上墨的方法，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一颜料浓度在20重量％至70重量％之间。

3.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

4.如权利要求3所述的方法，所述方法还包括：

5.如权利要求3所述的方法，所述方法还包括：

6.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

7.如权利要求6所述的方法，其中所述第三体积的所述第二可辐射固化油墨在所述第一部分的所述至少部分内逐渐变化以产生晕影效果。

8.一种设备，所述设备包括：

9.如权利要求8所述的设备，所述设备还包括：

10.如权利要求9所述的设备，其中所述控制器还被配置为响应于所述图像数据指示所述第一可辐射固化油墨的特定图案、在所述第一部分外的可辐射固化油墨的量达不到指定图像密度下的第一阈值面积或可辐射固化油墨的量达不到与特定颜色相关联的油墨密度中的一者或多者，增加所述第一体积。

11.如权利要求9所述的设备，其中所述控制器还被配置为基于所述图像数据来调整未分配的第一可辐射固化油墨的温度。

12.如权利要求8所述的设备，其中所述控制器还被配置为：

13.如权利要求12所述的设备，其中所述第三体积的所述第二可辐射固化油墨(610)在所述第一部分的所述至少部分内逐渐变化以产生晕影效果。

14.如权利要求12所述的设备，其中所述第三体积的所述第二辐射固化油墨被施加为图案或机器可读代码中的一者或多者。

15.一种微光学安全装置(100)，所述微光学安全装置包括：

16.如权利要求15所述的微光学安全装置，其中所述第一颜料浓度在20重量％至70重量％之间。

17.如权利要求15所述的微光学安全装置，所述微光学安全装置还包括：

18.如权利要求17所述的微光学安全装置，其中所述第三体积的所述第二可辐射固化油墨(610)在所述第一部分的所述至少部分内逐渐变化以产生晕影效果。

19.如权利要求17所述的微光学安全装置，其中所述第三体积的所述第二辐射固化油墨被施加为图案或机器可读代码(701)中的一者或多者。

20.如权利要求19所述的微光学安全装置，所述微光学安全装置还包括：

技术总结一种用于对三维微光学结构进行上墨的方法，包括：将具有第一颜料浓度的第一体积的第一可辐射固化油墨(207)喷射到三维图标层(201)的第一部分，其中所述三维图标层的所述第一部分具有第一体积填充要求；将第二体积的所述第一可辐射固化油墨(209)喷射到所述三维图标层的第二部分，其中所述三维图标层的所述第二部分具有第二体积填充要求；将多余的可辐射固化油墨从所述三维图标层刮走；以及对剩余的可辐射固化油墨进行辐射固化。技术研发人员：P·F·科特受保护的技术使用者：克瑞尼股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/6