ES2769023T3 - Apparatus for orienting magnetic flakes - Google Patents

Apparatus for orienting magnetic flakes Download PDF

Info

Publication number
ES2769023T3
ES2769023T3 ES16180975T ES16180975T ES2769023T3 ES 2769023 T3 ES2769023 T3 ES 2769023T3 ES 16180975 T ES16180975 T ES 16180975T ES 16180975 T ES16180975 T ES 16180975T ES 2769023 T3 ES2769023 T3 ES 2769023T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
magnetic
roller
substrate
flakes
roll
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES16180975T
Other languages
Spanish (es)
Inventor
Vladimir P Raksha
Jay M Holman
Paul G Coombs
Charles T Markantes
Roger W Phillips
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Viavi Solutions Inc
Original Assignee
Viavi Solutions Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US11/552,219 external-priority patent/US7876481B2/en
Application filed by Viavi Solutions Inc filed Critical Viavi Solutions Inc
Application granted granted Critical
Publication of ES2769023T3 publication Critical patent/ES2769023T3/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Printing Methods (AREA)
  • Credit Cards Or The Like (AREA)

Abstract

Un aparato para orientar copos magnéticos en un portador fluido impreso sobre un sustrato en un proceso de impresión, comprendiendo el aparato: un rodillo giratorio (610) para posicionamiento con una superficie exterior próxima al sustrato, comprendiendo el rodillo giratorio (610) un cuerpo cilíndrico (501) que comprende una cavidad 5 (506) caracterizado por un imán (509) posicionado de forma giratoria dentro de la cavidad (506) para crear un campo magnético de una configuración predeterminada que emana de la superficie exterior del rodillo giratorio (610) hacia dentro del sustrato; y medios para hacer girar sobre sí mismo (504, 505, 507, 512) el imán (509) dentro de la cavidad durante el proceso de impresión para orientar los copos magnéticos en un patrón.An apparatus for orienting magnetic flakes in a fluid carrier printed on a substrate in a printing process, the apparatus comprising: a rotating roller (610) for positioning with an outer surface close to the substrate, the rotating roller (610) comprising a cylindrical body (501) comprising a cavity (506) characterized by a magnet (509) rotatably positioned within the cavity (506) to create a magnetic field of a predetermined configuration emanating from the outer surface of the rotating roller (610) into the substrate; and means for rotating on itself (504, 505, 507, 512) the magnet (509) within the cavity during the printing process to orient the magnetic flakes in a pattern.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Aparato para orientar copos magnéticosApparatus for orienting magnetic flakes

Campo técnicoTechnical field

La presente invención está relacionada de manera general con pigmentos, películas, dispositivos, e imágenes ópticamente variables y, más en concreto, con un aparato para alineación u orientación de copos magnéticos, por ejemplo durante un proceso de pintura o impresión, para obtener un efecto de ilusión óptica.The present invention is generally related to optically variable pigments, films, devices, and images and, more specifically, to an apparatus for alignment or orientation of magnetic flakes, for example during a painting or printing process, to obtain an effect optical illusion.

Antecedentes de la invenciónBackground of the Invention

Los dispositivos ópticamente variables se utilizan en una gran variedad de aplicaciones, tanto decorativas como prácticas. Los dispositivos ópticamente variables se pueden fabricar en variedad de formas para conseguir una variedad de efectos. Ejemplos de dispositivos ópticamente variables incluyen los hologramas impresos por estampación sobre tarjetas de crédito y en documentación de software auténtico, las imágenes de color variable impresas sobre billetes de banco, y que mejoran el aspecto superficial de elementos tales como cascos de motocicleta y embellecedores de ruedas.Optically variable devices are used in a wide variety of applications, both decorative and practical. Optically variable devices can be manufactured in a variety of ways to achieve a variety of effects. Examples of optically variable devices include holograms printed by credit card embossing and in authentic software documentation, variable color images printed on banknotes, and that enhance the surface appearance of items such as motorcycle helmets and wheel trims .

Los dispositivos ópticamente variables se pueden fabricar como película u hoja que se presiona, se estampa, se pega, o se fija de otra manera a un objeto, y también se pueden fabricar utilizando pigmentos ópticamente variables. A un tipo de pigmento ópticamente variable se le denomina comúnmente pigmento de color variable porque el color aparente de imágenes impresas apropiadamente con dichos pigmentos cambia cuando se inclina el ángulo de observación y/o de iluminación. Un ejemplo común es el “20” impreso con pigmento de color variable en la esquina derecha inferior de un billete de veinte dólares de EE.UU., el cual sirve como dispositivo anti-falsificación.Optically variable devices can be made as a film or sheet that is pressed, stamped, glued, or otherwise attached to an object, and can also be made using optically variable pigments. A type of optically variable pigment is commonly referred to as a variable color pigment because the apparent color of images appropriately imprinted with such pigments changes when the viewing and / or illumination angle is tilted. A common example is the “20” printed with variable color pigment in the lower right corner of a twenty dollar bill, which serves as an anti-counterfeiting device.

Algunos dispositivos anti-falsificación son encubiertos, mientras que otros están pensados para ser vistos. Desgraciadamente, algunos dispositivos ópticamente variables que están pensados para ser vistos no son de conocimiento general porque el aspecto ópticamente variable del dispositivo no es suficientemente dramático. Por ejemplo, la variación de color de una imagen impresa con pigmento de color variable podría no verse bajo luces de techo fluorescentes uniformes, pero es más fácil de ver con luz solar directa o bajo iluminación puntual. Esto puede hacer que para un falsificador sea más fácil colocar billetes falsos sin el rasgo ópticamente variable porque el receptor podría no ser consciente del rasgo ópticamente variable, o porque el billete falso podría parecer substancialmente similar al auténtico bajo ciertas condiciones.Some anti-counterfeiting devices are concealed, while others are intended to be seen. Unfortunately, some optically variable devices that are intended to be viewed are not widely known because the optically variable appearance of the device is not dramatic enough. For example, the color variation of an image printed with variable color pigment may not be seen under uniform fluorescent ceiling lights, but is easier to see in direct sunlight or under spot lighting. This may make it easier for a counterfeiter to place counterfeit notes without the optically variable feature because the recipient may not be aware of the optically variable feature, or because the counterfeit note may appear substantially similar to the authentic one under certain conditions.

También se pueden fabricar dispositivos ópticamente variables con pigmentos magnéticos que se alinean con un campo magnético después de la aplicación del pigmento (típicamente contenido en un portador tal como un vehículo para tinta o un vehículo para pintura) a una superficie. Sin embargo, la pintura con pigmentos magnéticos se ha utilizado mayoritariamente con fines decorativos. Por ejemplo, se ha descrito el uso de pigmentos magnéticos para producir embellecedores de ruedas pintados que tengan un rasgo decorativo que parezca tener una forma tridimensional. Sobre el producto pintado se formaba un patrón aplicando un campo magnético al producto mientras el medio de pintura se encontraba todavía en un estado líquido. El medio de pintura tenía partículas no esféricas magnéticas dispersadas, denominadas habitualmente copos, que se alineaban a lo largo de las líneas de campo magnético. El campo tenía dos regiones. La primera región contenía líneas de una fuerza magnética que estaban orientadas paralelas a la superficie y distribuidas en una forma de un patrón deseado. La segunda región contenía líneas que eran no paralelas a la superficie del producto pintado y que estaban distribuidas alrededor del patrón. Para formar el patrón, debajo del producto pintado se colocaban imanes permanentes o electroimanes con la forma correspondiente a la forma del patrón deseado para orientar en el campo magnético partículas magnéticas no esféricas dispersadas en la pintura mientras dicha pintura estaba todavía húmeda. Cuando la pintura se secaba, el patrón era visible sobre la superficie del producto pintado cuando los rayos de luz incidentes sobre la capa de pintura eran influenciados de formas diferentes por las partículas magnéticas orientadas.Optically variable devices can also be made with magnetic pigments that align with a magnetic field after application of the pigment (typically contained in a carrier such as a vehicle for ink or a vehicle for paint) to a surface. However, magnetic pigment paint has been used mostly for decorative purposes. For example, the use of magnetic pigments to produce painted wheel trims having a decorative feature that appears to have a three-dimensional shape has been described. A pattern was formed on the painted product by applying a magnetic field to the product while the painting medium was still in a liquid state. The paint medium had dispersed magnetic non-spherical particles, usually called flakes, that lined up along the lines of the magnetic field. The field had two regions. The first region contained lines of magnetic force that were oriented parallel to the surface and distributed in a desired pattern shape. The second region contained lines that were not parallel to the surface of the painted product and that were distributed around the pattern. To form the pattern, permanent magnets or electromagnets with the shape corresponding to the shape of the desired pattern were placed under the painted product to orient non-spherical magnetic particles dispersed in the paint in the magnetic field while the paint was still wet. When the paint dried, the pattern was visible on the surface of the painted product when the incident light rays on the paint layer were influenced in different ways by the oriented magnetic particles.

De manera similar, se ha descrito un proceso para la producción de un patrón de partículas magnéticas en forma de copos en matriz de fluoropolímero. Después de recubrir un producto con una composición en forma líquida, sobre la cara inferior del substrato se colocaba un imán con forma deseable. Los copos magnéticos dispersados en un medio orgánico líquido se orientan por sí mismos paralelos a las líneas de campo magnético, inclinándose desde la orientación plana original. Esta inclinación variaba desde perpendicular a la superficie de un substrato a la orientación original, la cual incluía copos esencialmente paralelos a la superficie del producto. Los copos orientados planos reflejaban la luz incidente devolviéndola al observador, mientras que los copos reorientados no lo hacían, proporcionando la apariencia de un patrón tridimensional en el recubrimiento.Similarly, a process for the production of a flake magnetic particle pattern in a fluoropolymer matrix has been described. After coating a product with a composition in liquid form, a magnet with a desirable shape was placed on the underside of the substrate. The magnetic flakes dispersed in a liquid organic medium are oriented by themselves parallel to the magnetic field lines, tilting from the original flat orientation. This inclination varied from perpendicular to the surface of a substrate to the original orientation, which included flakes essentially parallel to the surface of the product. The flat oriented flakes reflected the incident light back to the observer, while the reoriented flakes did not, providing the appearance of a three-dimensional pattern in the coating.

Aunque estos enfoques describen métodos y aparatos para formación de imágenes con apariencia tridimensional en capas de pintura, no son apropiados para procesos de impresión de alta velocidad porque son esencialmente procesos por lotes.Although these approaches describe paint-based, three-dimensional appearance imaging methods and apparatus, they are not suitable for high speed printing processes because they are essentially batch processes.

La Patente de EE.UU. n° 3.873.975 concedida a Miklos et al expedida el 25 de Marzo de 1975 describe un sistema magnético para autentificación e interrogación de documentos de seguridad tales como tarjetas de crédito, billetes de avión, etc., el cual utiliza grabación magnética de patrones de seguridad en un medio de registro que tiene patrón de información fijo permanente magnéticamente detectable. Este medio de registro se prepara proporcionando una lámina que tiene una capa base no magnética y una capa situada sobre ella que incorpora partículas magnetizables anisótropas desde el punto de vista magnético que temporalmente tienen el giro libremente permitido. Las partículas magnetizables situadas en posiciones seleccionadas de la capa se alinean magnéticamente para formar un patrón de información fijo, tal como por ejemplo un carácter alfanumérico, haciendo pasar a la lámina cerca de un cilindro giratorio. El cilindro tiene una pluralidad de pequeños imanes permanentes montados sobre una superficie exterior no magnética del cilindro en un patrón correspondiente al patrón de información fijo y tiene los imanes orientados para proporcionar campos magnéticos substancialmente unidireccionales en la capa cuando están cerca de ella. El cilindro se hace girar a medida que se hace pasar a la lámina cerca de él para aplicar los campos magnéticos en la capa a fin de alinear físicamente las partículas magnetizables en las posiciones seleccionadas para implantar el patrón de información fijo en dicha capa. Los patrones impresos por estampación forman un rasgo de seguridad que puede ser leído magnéticamente para autentificación de documentos.US Patent No. 3,873,975 issued to Miklos et al issued on March 25, 1975 describes a magnetic system for authentication and interrogation of security documents such as credit cards, airline tickets, etc., the which uses magnetic recording of security patterns in a recording medium that has a pattern of permanent magnetically detectable fixed information. This recording medium is prepared by providing a sheet having a non-magnetic base layer and a layer lying thereon which incorporates magnetically anisotropic magnetizable particles that temporarily have freely permitted rotation. The magnetizable particles located at selected positions in the layer are magnetically aligned to form a fixed information pattern, such as an alphanumeric character, by passing the sheet near a rotating cylinder. The cylinder has a plurality of small permanent magnets mounted on a non-magnetic outer surface of the cylinder in a pattern corresponding to the fixed information pattern and has the magnets oriented to provide substantially unidirectional magnetic fields in the layer when close to it. The cylinder is rotated as the sheet is passed close to it to apply the magnetic fields in the layer to physically align the magnetizable particles in the selected positions to implant the fixed information pattern in the layer. Stamp printed patterns form a security feature that can be magnetically read for document authentication.

El aparato descrito por Miklos et al, aunque aparentemente permite una impresión magnética continua de patrones de seguridad bidimensionales predeterminados por orientación de partículas magnéticas en un medio de registro, tiene ciertas desventajas.The apparatus described by Miklos et al, while apparently allowing continuous magnetic printing of predetermined two-dimensional security patterns by orientation of magnetic particles on a recording medium, has certain disadvantages.

En primer lugar, el dispositivo de Miklos puede imprimir por estampación magnéticamente sólo patrones substancialmente bidimensionales copiando disposiciones geométricas de los imanes montados sobre el cilindro, proporcionando cada imán esencialmente un “punto” en el patrón impreso por estampación en la capa magnética. Sería muy difícil, suponiendo que fuera posible, utilizar esta tecnología para proporcionar disposiciones predeterminadas substancialmente tridimensionales (3D) o complejas de copos magnéticos que son necesarias para proporcionar imágenes ópticas con efectos ópticos variables o ilusivos, tales como objetos rodantes e imágenes con ilusión de profundidad.First, the Miklos device can magnetically stamp only substantially two-dimensional patterns by copying geometric arrangements of the magnets mounted on the cylinder, with each magnet essentially providing a "dot" in the pattern printed by stamping on the magnetic layer. It would be very difficult, assuming it were possible, to use this technology to provide predetermined substantially three-dimensional (3D) or complex arrangements of magnetic flakes that are necessary to provide optical images with variable or illusive optical effects, such as rolling objects and images with depth illusion. .

En segundo lugar, en el dispositivo de Miklos et al los imanes están montados sobre la superficie exterior del cilindro, y por lo tanto se proyectan desde el mismo. Esto puede ser muy desventajoso en impresión por contacto, cuando el cilindro está en contacto, posiblemente bajo cierta presión, con la lámina sobre la cual está situada la capa magnética.Second, in the Miklos et al device, the magnets are mounted on the outer surface of the cylinder, and therefore project from it. This can be very disadvantageous in contact printing, when the cylinder is in contact, possibly under certain pressure, with the sheet on which the magnetic layer is located.

En tercer lugar, dado que en el dispositivo de Miklos los imanes están unidos fijamente a la superficie del cilindro, este dispositivo no se puede utilizar para formar imágenes ilusivas que pueden ser producidas por imanes que giran sobre sí mismos.Third, since the magnets in the Miklos device are fixedly attached to the surface of the cylinder, this device cannot be used to form illusory images that can be produced by magnets that rotate on themselves.

El documento EP 1493590A1 describe un método y medios para producir un diseño magnéticamente inducido en un recubrimiento que contiene partículas magnéticas que también utiliza un cilindro giratorio para orientar partículas magnéticas en patrones predeterminados. El dispositivo comprende un cuerpo de un material compuesto magnético permanente que tiene al menos una superficie plana o curvada grabada con el patrón correspondiente al patrón de signos deseables. El material magnético se magnetiza en la dirección perpendicular a la superficie. Irregularidades en la superficie, producidas con una grabación, producen cambios en la dirección y en la fuerza del campo magnético resultante. Estos cambios provocan una alineación diferente de partículas magnéticas en diferentes partes de la tinta húmeda que hacen posible una formación de una imagen con una forma correspondiente a la forma del grabado. El dispositivo puede ser una placa flexible magnetizada de forma permanente montada sobre un cilindro giratorio de una prensa de impresión, teniendo la superficie grabada irregularidades superficiales con la forma de los signos situados en la superficie exterior del cilindro. Sin embargo, el enfoque de la Patente EP 1493590 tiene ciertas limitaciones. Los pasos necesarios para producir los grabados en el material magnético permanente pueden ser engorrosos; además, la impresión con las superficies grabadas está dirigida generalmente a reproducir los signos o dibujos grabados, y está limitada en términos de los efectos ópticos que puede producir. Por ejemplo, los inventores de esta invención han descubierto que, cuando se imprime de acuerdo con las enseñanzas de la patente EP 1493590 utilizando tintas de color variable, se consigue como resultado un efecto de variación de color muy pobre. Un efecto de variación de color tiene el mejor aspecto, es decir, un gran recorrido de color y un alto valor de intensidad cromática, cuando las partículas que proporcionan el efecto son paralelas o casi paralelas a la superficie del substrato, lo cual es difícil de lograr utilizando el dispositivo de la patente EP 1493590.EP 1493590A1 describes a method and means for producing a magnetically induced pattern in a magnetic particle containing coating that also uses a rotating cylinder to orient magnetic particles in predetermined patterns. The device comprises a body of a permanent magnetic composite material having at least one flat or curved surface etched with the pattern corresponding to the desirable sign pattern. The magnetic material is magnetized in the direction perpendicular to the surface. Irregularities on the surface, produced with a recording, produce changes in the direction and strength of the resulting magnetic field. These changes cause a different alignment of magnetic particles in different parts of the wet ink, making it possible to form an image with a shape corresponding to the shape of the engraving. The device may be a permanently magnetized flexible plate mounted on a rotary cylinder of a printing press, the surface having etched surface irregularities in the shape of the signs located on the outer surface of the cylinder. However, the approach of Patent EP 1493590 has certain limitations. The steps necessary to produce the engravings on the permanent magnetic material can be cumbersome; Furthermore, printing with the engraved surfaces is generally aimed at reproducing the engraved signs or drawings, and is limited in terms of the optical effects it can produce. For example, the inventors of this invention have discovered that when printed in accordance with the teachings of EP 1493590 using variable color inks, a very poor color variation effect is achieved as a result. A color variation effect has the best appearance, that is, a great color sweep and a high value of color intensity, when the particles that provide the effect are parallel or almost parallel to the surface of the substrate, which is difficult to determine. achieve using the device of patent EP 1493590.

El documento US2004/051297A1 describe un método y un aparato para alinear copos magnéticos en un portador para crear imágenes ópticamente variables en una operación de impresión lineal, a alta velocidad, que también es útil para comprender la presente invención.US2004 / 051297A1 describes a method and apparatus for aligning magnetic flakes on a carrier to create optically variable images in a high speed linear printing operation, which is also useful in understanding the present invention.

Por lo tanto, es deseable proporcionar un aparato para una impresión y pintura en línea de alta velocidad que reoriente copos de pigmento magnético en patrones substancialmente 3D predeterminados para proporcionar efectos ópticos ilusivos y/o variables, y que no implique la utilización de superficies de impresión con imanes que sobresalgan.Therefore, it is desirable to provide an apparatus for high-speed inline printing and painting that reorients magnetic pigment flakes into predetermined substantially 3D patterns to provide illusive and / or variable optical effects, and that does not involve the use of printing surfaces. with protruding magnets.

También es deseable proporcionar un rodillo con el giro permitido para una impresión en línea de alta velocidad que se pueda ensamblar y desensamblar fácilmente para conformar diferentes combinaciones de imágenes ópticas y efectos ópticos variables o ilusivos. It is also desirable to provide a roll with the allowable twist for high speed inline printing that can be easily assembled and disassembled to form different combinations of optical images and variable or illusory optical effects.

Es otro objeto de la presente invención proporcionar un aparato para impresión en línea continua que utilice imanes que giran sobre sí mismos para orientar copos magnéticos en patrones substancialmente 3D predeterminados para proporcionar imágenes ópticas con la ilusión de profundidad.It is another object of the present invention to provide an apparatus for continuous line printing that uses revolving magnets to orient magnetic flakes in predetermined substantially 3D patterns to provide optical images with the illusion of depth.

Resumen de la invenciónSummary of the Invention

De acuerdo con la invención, estos objetos se consiguen mediante un aparato como el que se define en la reivindicación 1. Las reivindicaciones dependientes definen realizaciones preferentes y ventajosas de la invención. Opcionalmente, el aparato puede orientar copos magnéticos contenidos en un portador fluido impreso sobre un substrato en un proceso de impresión, comprendiendo el aparato un rodillo que tiene el giro permitido para posicionamiento con una superficie exterior cercana al substrato, comprendiendo dicho rodillo una o más partes magnetizadas para crear un campo magnético de una configuración predeterminada que emana desde la superficie exterior del rodillo hacia el interior del substrato para orientar los copos magnéticos en un patrón seleccionado, donde la superficie exterior del rodillo es substancialmente regular para proporcionar un contacto substancialmente uniforme con el substrato a través de la superficie exterior del rodillo durante el proceso de impresión lineal.In accordance with the invention, these objects are achieved by an apparatus as defined in claim 1. The dependent claims define preferred and advantageous embodiments of the invention. Optionally, the apparatus can orient magnetic flakes contained in a printed fluid carrier on a substrate in a printing process, the apparatus comprising a roller having the rotation allowed for positioning with an outer surface close to the substrate, said roller comprising one or more parts magnetized to create a magnetic field of a predetermined configuration emanating from the outer surface of the roll into the substrate to orient the magnetic flakes in a selected pattern, where the outer surface of the roll is substantially regular to provide substantially uniform contact with the substrate through the outer surface of the roller during the linear printing process.

Opcionalmente, el rodillo giratorio comprende una pluralidad de partes magnetizadas separadas por partes no magnetizadas o magnetizadas de forma diferente del rodillo para crear campos magnéticos de configuraciones predeterminadas que emanan hacia el interior del substrato para distribuir los copos magnéticos sobre el substrato en patrones predeterminados que forman una imagen y/o un efecto óptico ilusivo.Optionally, the rotating roller comprises a plurality of magnetized parts separated by non-magnetized or magnetized parts different from the roller to create magnetic fields of predetermined configurations emanating into the substrate to distribute the magnetic flakes on the substrate in predetermined patterns that form an illusive image and / or optical effect.

Opcionalmente, el rodillo giratorio comprende un cuerpo cilíndrico recubierto por una lámina flexible de un material magnético que se magnetiza selectivamente para proporcionar las porciones magnetizadas del rodillo.Optionally, the rotating roller comprises a cylindrical body covered by a flexible sheet of a magnetic material that is selectively magnetized to provide the magnetized portions of the roller.

De acuerdo con otro aspecto de esta invención, el rodillo giratorio comprende un cuerpo cilíndrico de material no magnético que tiene una o más cavidades conformadas en su interior, y uno o más imanes permanentes situados dentro de dichas una o más cavidades para conformar las una o más partes magnetizadas del rodillo, estando conformados los uno o más imanes permanentes para crear el campo magnético de la configuración predeterminada.In accordance with another aspect of this invention, the rotating roller comprises a cylindrical body of non-magnetic material having one or more cavities formed therein, and one or more permanent magnets located within said one or more cavities to form the one or more more magnetized parts of the roll, the one or more permanent magnets being formed to create the magnetic field of the predetermined configuration.

Opcionalmente, el rodillo giratorio comprende una pluralidad de secciones de rodillo situadas de forma no permanente unas al lado de otras para conformar un cuerpo cilíndrico del rodillo, comprendiendo cada sección del rodillo una o más partes magnetizadas para crear un campo magnético de una configuración predeterminada que emana desde la superficie exterior del rodillo hacia el interior del substrato para orientar los copos magnéticos en un patrón seleccionado; la superficie exterior del rodillo es substancialmente regular para proporcionar un contacto substancialmente uniforme con el substrato a través de la superficie exterior del rodillo durante el proceso de impresión lineal; las secciones de rodillo son intercambiables para conformar combinaciones diferentes de los patrones de copos magnéticos sobre el substrato. Las partes magnetizadas pueden estar formadas por uno o más imanes permanentes situados dentro de cavidades conformadas en el interior de las secciones de rodillo, estando cada uno de los imanes conformado para proporcionar una configuración predeterminada del campo magnético en el substrato que tiene copos magnéticos dispersados sobre él y alrededor de dicho substrato.Optionally, the rotating roll comprises a plurality of roll sections located non-permanently next to each other to form a cylindrical roll body, each roll section comprising one or more magnetized parts to create a magnetic field of a predetermined configuration that emanates from the outer surface of the roll into the substrate to orient the magnetic flakes in a selected pattern; the outer surface of the roll is substantially regular to provide a substantially uniform contact with the substrate through the outer surface of the roll during the linear printing process; the roller sections are interchangeable to form different combinations of the magnetic flake patterns on the substrate. The magnetized parts may be formed by one or more permanent magnets located within cavities formed within the roller sections, each of the magnets being shaped to provide a predetermined configuration of the magnetic field in the substrate having magnetic flakes dispersed over he and around said substrate.

Opcionalmente, las una o más cavidades están conformadas para sujetar fijamente los uno o más imanes permanentes enrasados con una superficie exterior del cuerpo cilíndrico.Optionally, the one or more cavities are shaped to securely hold the one or more flush permanent magnets with an outer surface of the cylindrical body.

De acuerdo con una realización de la invención, los uno o más imanes permanentes comprenden un primer imán que está situado a menor altura con respecto a una superficie exterior del cuerpo cilíndrico del rodillo.In accordance with an embodiment of the invention, the one or more permanent magnets comprise a first magnet that is located at a lower height with respect to an outer surface of the cylindrical body of the roller.

Opcionalmente los uno o más imanes permanentes comprenden un primer imán que está situado con el giro permitido en el interior de una de las cavidades, y unos medios para hacer que el primer imán gire sobre sí mismo en el interior de la cavidad durante el proceso de impresión para proporcionar una ilusión de profundidad a la imagen formada por el primer imán sobre el substrato en el proceso de impresión lineal.Optionally, the one or more permanent magnets comprise a first magnet that is located with the allowed rotation inside one of the cavities, and means for causing the first magnet to rotate on itself inside the cavity during the process of printing to provide an illusion of depth to the image formed by the first magnet on the substrate in the linear printing process.

Opcionalmente, las secciones de rodillo están montadas con el giro permitido sobre el eje con un cojinete, y el aparato comprende además unos primeros medios de engranaje para hacer girar al cuerpo cilíndrico del rodillo alrededor del eje, y unos segundos medios de engranaje que acoplan el primer imán con el eje para hacer que el primer imán gire sobre sí mismo alrededor de un eje normal a la superficie exterior del rodillo cuando se hace girar el rodillo alrededor del eje.Optionally, the roller sections are mounted with the rotation allowed on the shaft with a bearing, and the apparatus further comprises first gear means for rotating the cylindrical body of the roll about the shaft, and second gear means that couple the first magnet with the shaft to make the first magnet rotate on itself about an axis normal to the outer surface of the roller when the roller is rotated about the axis.

Opcionalmente, la cavidad en la que está situado con el giro permitido el primer imán se extiende radialmente formando un canal desde el eje hasta la superficie exterior de la primera sección, comprendiendo además el aparato un árbol situado con el giro permitido en el interior del canal, teniendo el árbol un extremo exterior al cual está fijado uno de los imanes permanentes, y un extremo interior, acoplando de forma giratoria unos medios de engranaje el eje con el árbol para hacer que el uno de los imanes permanentes gire sobre sí mismo cuando se hace girar la sección alrededor del eje, y unos medios de engranaje para hacer girar el cuerpo cilíndrico del rodillo alrededor del eje. Opcionalmente, la presente invención comprende un aparato para orientar copos magnéticos en un portador fluido impreso sobre un sustrato en un proceso de impresión, comprendiendo el aparato un rodillo giratorio para posicionamiento con una superficie exterior próxima al sustrato, comprendiendo dicho rodillo: un cuerpo cilindrico que comprende una cavidad; un imán posicionado de forma giratoria dentro de la cavidad para crear un campo magnético de una configuración predeterminada que emana de la superficie exterior del rodillo hacia el interior del sustrato; y medios para hacer girar el imán sobre sí mismo dentro de la cavidad durante el proceso de impresión para orientar los copos magnéticos en un patrón predeterminado que forma una imagen con una ilusión de profundidad sobre el sustrato.Optionally, the cavity in which the first magnet is located with the allowed rotation extends radially forming a channel from the axis to the outer surface of the first section, the apparatus further comprising a shaft located with the allowed rotation inside the channel , the shaft having an outer end to which one of the permanent magnets is fixed, and an inner end, rotatingly engaging gear means the shaft with the shaft to make the one of the permanent magnets rotate on itself when it is it rotates the section around the axis, and a gear means to rotate the cylindrical body of the roller around the axis. Optionally, the present invention comprises an apparatus for orienting magnetic flakes on a fluid carrier printed on a substrate in a printing process, the apparatus comprising a rotating roller for positioning with an outer surface close to the substrate, said roller comprising: a cylindrical body comprising a cavity; a magnet rotatably positioned within the cavity to create a magnetic field of a predetermined configuration emanating from the outer surface of the roll into the substrate; and means for rotating the magnet on itself within the cavity during the printing process to orient the magnetic flakes in a predetermined pattern that forms an illusion of depth on the substrate.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

Se describirá la invención con mayor detalle con referencia a los dibujos adjuntos, los cuales representan realizaciones preferentes de la misma, en los cuales:The invention will be described in greater detail with reference to the accompanying drawings, which represent preferred embodiments thereof, in which:

La Figura 1a es un diagrama simplificado que muestra una vista lateral de un aparato de impresión lineal que incorpora un rodillo magnético de acuerdo con una realización de la presente invención;Figure 1a is a simplified diagram showing a side view of a linear printing apparatus incorporating a magnetic roller in accordance with an embodiment of the present invention;

La Figura 1b es una perspectiva simplificada de un rodillo magnético con conjuntos magnéticos para ser usado en el aparato ilustrado en la Figura 1a;Figure 1b is a simplified perspective of a magnetic roller with magnetic assemblies for use in the apparatus illustrated in Figure 1a;

La Figura 2a es una vista en perspectiva simplificada de un rodillo magnético que incorpora imanes permanentes embebidos;Figure 2a is a simplified perspective view of a magnetic roller incorporating embedded permanent magnets;

La Figura 2b es una vista en perspectiva simplificada de una parte del rodillo mostrado en la Figura 2a con un imán embebido que tiene una superficie exterior con forma de estrella;Figure 2b is a simplified perspective view of a part of the roll shown in Figure 2a with an embedded magnet having a star-shaped outer surface;

La Figura 2c es una vista lateral simplificada de conjunto magnético para imprimir imágenes tridimensionales ilusivas de acuerdo con una realización de la presente invención;Figure 2c is a simplified side view of a magnetic assembly for printing illusory three-dimensional images in accordance with an embodiment of the present invention;

La Figura 2d es una vista lateral simplificada de un imán para imprimir imágenes tridimensionales ilusivas de acuerdo con otra realización de la presente invención;Figure 2d is a simplified side view of a magnet for printing illusory three-dimensional images in accordance with another embodiment of the present invention;

La Figura 3 es una vista en perspectiva simplificada de un rodillo que tiene una carcasa exterior selectivamente magnetizada;Figure 3 is a simplified perspective view of a roller having a selectively magnetized outer casing;

La Figura 4a es una sección transversal simplificada de una imagen impresa a la que se denominará en adelante un “flip-flop”;Figure 4a is a simplified cross section of a printed image which will be hereinafter referred to as a "flip-flop";

La Figura 4b es una sección transversal simplificada de una imagen “rolling bar” impresa con una ilusión de profundidad;Figure 4b is a simplified cross section of a printed “rolling bar” image with an illusion of depth;

La Figura 4c es un diagrama del campo magnético de la lámina magnetizada que tiene una orientación de dos polos; La Figura 5a es una vista lateral en sección transversal de una sección de rodillo que incorpora imanes estáticos; La Figura 5b es una vista en perspectiva de la sección de rodillo ilustrada en la Figura 5a;Figure 4c is a diagram of the magnetic field of the magnetized sheet having a two pole orientation; Figure 5a is a cross sectional side view of a roller section incorporating static magnets; Figure 5b is a perspective view of the roll section illustrated in Figure 5a;

La Figura 5c es un diagrama simplificado que muestra el conjunto de rodillo seccionalizado;Figure 5c is a simplified diagram showing the sectionalized roll assembly;

La Figura 6a es una vista lateral en sección transversal de una sección de rodillo que incorpora imanes que giran sobre sí mismos de acuerdo con una realización de la presente invención;Figure 6a is a cross sectional side view of a roller section incorporating magnets that rotate on themselves in accordance with an embodiment of the present invention;

La Figura 6b es una vista en perspectiva de la sección de rodillo ilustrada en la Figura 6a;Figure 6b is a perspective view of the roll section illustrated in Figure 6a;

La Figura 7a es una vista en perspectiva que ilustra esquemáticamente un rodillo seccionalizado parcialmente ensamblado con imanes que giran sobre sí mismos;Figure 7a is a perspective view schematically illustrating a partially assembled sectionalized roll with magnets rotating on themselves;

La Figura 7b es una vista en perspectiva que ilustra esquemáticamente un rodillo seccionalizado completamente ensamblado con imanes que giran sobre sí mismos;Figure 7b is a perspective view schematically illustrating a fully assembled sectionalized roller with magnets rotating on themselves;

La Figura 8a es un dibujo que ilustra la alineación axisimétrica con forma de semiesfera de partículas magnéticas dispersadas en una capa delgada de la tinta impresa sobre un substrato;Figure 8a is a drawing illustrating the hemispherical axisymmetric alignment of magnetic particles dispersed in a thin layer of ink printed on a substrate;

La Figura 8b es una vista en perspectiva del mismo imán que gira sobre sí mismos en tres ángulos de su giro después de que el imán haya completado una única revolución alrededor del eje vertical, con una lámina que tiene tinta en forma de copos aplicada a ella situada dentro del campo con forma de bóveda;Figure 8b is a perspective view of the same magnet that rotates on itself at three angles of rotation after the magnet has completed a single revolution about the vertical axis, with a sheet having flake-like ink applied to it located within the vault-shaped field;

Las Figuras 8c y 8d son fotografías de las impresiones con alineación en forma de semiesfera;Figures 8c and 8d are photographs of the hemispherically aligned impressions;

La Figura 9a es una vista en perspectiva que ilustra de forma esquemática un rodillo seccionalizado parcialmente ensamblado con imanes anulares que rodean de forma continua al rodillo; Figure 9a is a perspective view schematically illustrating a partially assembled sectionalized roll with annular magnets continuously surrounding the roll;

La Figura 9b es una vista en perspectiva que ilustra de manera esquemática un cuerpo totalmente ensamblado de un rodillo seccionalizado con imanes anulares que rodean de forma continua al rodillo;Figure 9b is a perspective view schematically illustrating a fully assembled body of a sectionalized roller with ring magnets continuously surrounding the roller;

La Figura 10 es un diagrama simplificado que ilustra la impresión de imágenes continuas que se extienden a lo largo del substrato en un aparato de impresión lineal de acuerdo con una realización de la presente invención que utiliza el rodillo mostrado en la Figura 8a;FIG. 10 is a simplified diagram illustrating the printing of continuous images running the length of the substrate on a linear printing apparatus in accordance with an embodiment of the present invention using the roll shown in FIG. 8a;

La Figura 11a es una vista en perspectiva simplificada de un rodillo que tiene imanes permanentes que se extienden a través de su superficie de trabajo;Figure 11a is a simplified perspective view of a roller having permanent magnets extending across its working surface;

La Figura 11b es una vista lateral simplificada del rodillo mostrado en la Figura 10a;Figure 11b is a simplified side view of the roll shown in Figure 10a;

La Figura 12 es un diagrama simplificado que ilustra la impresión de imágenes continuas que se extienden a través del substrato en un aparato de impresión lineal de acuerdo con una realización de la presente invención que utiliza el rodillo mostrado en la Figura 10a;FIG. 12 is a simplified diagram illustrating the printing of continuous images extending through the substrate on a linear printing apparatus in accordance with an embodiment of the present invention using the roll shown in FIG. 10a;

Descrición detalladaDetailed description

Se describirán ahora realizaciones de ejemplo del aparato de la presente invención para orientar copos magnéticos contenidos en una pintura, en una tinta o en otro portador fluido impreso sobre un substrato en un proceso lineal continuo, primero con referencia a las Figuras 1a-1c.Exemplary embodiments of the apparatus of the present invention for orienting magnetic flakes contained in a paint, ink, or other fluid carrier printed on a substrate in a continuous linear process will now be described, first with reference to Figures 1a-1c.

La Figura 1a es una vista lateral simplificada esquemática de una parte de un aparato 200 de impresión de acuerdo con una realización de la presente invención. Una parte importante del aparato de la presente invención es un rodillo magnético, el cual en este documento se entiende como un rodillo que tiene partes magnetizadas y partes nomagnetizadas o magnetizadas de forma diferente. El término “partes magnetizadas” en relación con el rodillo de la presente invención se utiliza en este documento para referirse a un imán permanente incrustado en el rodillo, o a una zona selectivamente magnetizada del rodillo contigua a su superficie, o a una parte conformada de forma alternativa de un rodillo que tiene una magnetización predeterminada diferente a la magnetización de áreas del rodillo que la rodean, para conformar un perfil de campo magnético predeterminado que emana desde el rodillo. En el aparato de impresión ilustrado en la Figura 1a, el rodillo magnético de la presente invención está implementado como un rodillo 210 de impresión. Dicho rodillo 210 de impresión incluye imanes 202, 204, 206, 208, que están situados en el interior del rodillo 210 de impresión, conformando las partes magnetizadas del rodillo distribuidas formando un patrón que se correlaciona con una imagen 220 impresa. Un substrato 212, tal como una lámina continua de papel, una película de plástico, o un laminado, se mueve a alta velocidad entre un cilindro 214 tomador y el rodillo 210 de impresión. El cilindro 214 tomador recoge una capa 213 relativamente gruesa de pintura o tinta 215 líquida de un depósito 216 fuente; la pintura o tinta 215 líquida contiene pigmentos magnéticos de tipo plaqueta, o copos, por ejemplo como se describe en la patente de EE.UU. n° 6.808.806. El término “pigmento magnético” se utiliza para referirse a un pigmento que se alineará en un campo magnético. Por conveniencia de discusión, los términos “impresión” o “impreso” se utilizarán para describir de manera general la aplicación a una superficie de pigmentos contenidos en un portador, lo cual puede incluir otras técnicas, incluidas técnicas a las que otras personas se pueden referir como “pintura”.FIG. 1a is a schematic simplified side view of a part of a printing apparatus 200 in accordance with an embodiment of the present invention. An important part of the apparatus of the present invention is a magnetic roller, which in this document is understood as a roller that has magnetized parts and differently magnetized or magnetized parts. The term "magnetized parts" in relation to the roll of the present invention is used herein to refer to a permanent magnet embedded in the roll, or to a selectively magnetized area of the roll adjacent to its surface, or to an alternately shaped part of a roller having a predetermined magnetization other than the magnetization of surrounding roller areas, to form a predetermined magnetic field profile emanating from the roller. In the printing apparatus illustrated in Figure 1a, the magnetic roll of the present invention is implemented as a printing roll 210. Said printing roller 210 includes magnets 202, 204, 206, 208, which are located inside the printing roller 210, forming the magnetized parts of the distributed roller forming a pattern that correlates with a printed image 220. A substrate 212, such as a continuous sheet of paper, a plastic film, or a laminate, is moved at high speed between a pickup cylinder 214 and the printing roll 210. Pickup cylinder 214 picks up a relatively thick layer 213 of liquid paint or ink 215 from a source reservoir 216; the liquid paint or ink 215 contains platelet-type magnetic pigments, or flakes, for example as described in US Patent No. 6,808,806. The term "magnetic pigment" is used to refer to a pigment that will be aligned in a magnetic field. For the sake of discussion, the terms "printing" or "printed" will be used to describe generally the application to a surface of pigments contained in a carrier, which may include other techniques, including techniques to which other persons may refer. as "painting".

Los copos son preferiblemente reflectantes y son magnéticamente alineables u orientables dentro de la base de tinta ópticamente transparente, denominada en lo que sigue el portador, siempre y cuando la tinta o pintura permanezcan fluidas. Los copos también pueden ser absorbentes y/o difrangentes, como se describe por ejemplo en la Patente de EE.UU. 6.902.807 del mismo propietario, y pueden incluir copos marcadores y/o copos de color variable.The flakes are preferably reflective and are magnetically alignable or steerable within the optically transparent ink base, hereafter referred to as the carrier, provided the ink or paint remains fluid. The flakes can also be absorbent and / or diffractive, as described for example in US Patent 6,902,807 by the same owner, and can include marker flakes and / or flakes of variable color.

La pintura o la tinta se extiende hasta conseguir el espesor deseado sobre el cilindro 214 tomador con una rasqueta 218. De acuerdo con esta invención, el vehículo 215 de tinta puede ser sin color o teñido. Durante la impresión de una imagen entre el cilindro 214 tomador y el rodillo 210 de impresión, el substrato 212 con una capa 213 de tinta húmeda se introduce en un campo magnético para formar una imagen ilusoria. Cuando la tinta húmeda se expone a un campo magnético o eléctrico, partículas planas o alineables por campo magnético o eléctrico del pigmento se alinean a lo largo de líneas magnéticas del campo. De este modo, los imanes situados en el rodillo de impresión orientan, es decir, alinean selectivamente, a los copos de pigmento magnético en al menos parte de la imagen 220 impresa. Preferiblemente, el campo magnético de las partes magnéticas, por ejemplo la 206, que emana desde la superficie exterior del rodillo hacia el interior del substrato 212 está conformado para una configuración deseada, deseable o predeterminada para orientar a los copos magnéticos en un patrón seleccionado, por ejemplo, proporcionando un efecto óptico ilusivo. Típicamente, se utiliza un tensor 222 para mantener la tensión deseada del substrato a medida que éste va saliendo del rodillo 210 de impresión y del cilindro 214 tomador, y la imagen sobre el substrato se seca con un secador 224. El secador podría ser un calentador, por ejemplo, o la tinta o pintura podría ser curable por UV, y endurecerse con una lámpara UV.The paint or ink is spread to the desired thickness on the pickup cylinder 214 with a doctor blade 218. In accordance with this invention, the ink vehicle 215 can be colorless or tinted. During the printing of an image between the pickup cylinder 214 and the printing roller 210, the substrate 212 with a layer 213 of wet ink is introduced into a magnetic field to form an illusory image. When wet ink is exposed to a magnetic or electric field, flat or magnetic or electric field-aligned particles in the pigment are aligned along magnetic field lines. In this way, the magnets located on the printing roller orient, that is, selectively align, the magnetic pigment flakes in at least part of the printed image 220. Preferably, the magnetic field of the magnetic parts, for example 206, emanating from the outer surface of the roll into the substrate 212 is shaped for a desired, desirable, or predetermined configuration to orient the magnetic flakes in a selected pattern, for example, by providing an illusory optical effect. Typically, a tensioner 222 is used to maintain the desired tension of the substrate as it is exiting the print roller 210 and pickup cylinder 214, and the image on the substrate is dried with a dryer 224. The dryer could be a heater. For example, either the ink or paint could be UV curable and harden with a UV lamp.

En otra realización, un cilindro que incorpora partes magnéticas, por ejemplo imanes 202, 204, 206 y 208, para alinear copos contenidos en un portador 212 líquido se puede utilizar como o en lugar del tensor 222, en vez de como el rodillo 202 de impresión. En otra realización adicional, se puede utilizar un rodillo magnético como un tercer cilindro en el aparato 200 situado entre el calentador 224 y el cilindro 214 tomador. In another embodiment, a cylinder incorporating magnetic parts, for example magnets 202, 204, 206 and 208, to align flakes contained in a liquid carrier 212 can be used as or in place of tensioner 222, rather than as roller 202 Print. In yet another embodiment, a magnetic roller can be used as a third cylinder in apparatus 200 located between heater 224 and pickup cylinder 214.

La Figura 1b muestra un rodillo 232 magnético que se puede utilizar en el aparato 200; se ha descrito en la Patente de EE.UU. n° 7.047.883. El rodillo podría ser un cilindro tomador o un tensor, como se explica en conjunto con la Figura 1a, u otro rodillo en un sistema de impresión que hace contacto con el substrato de impresión antes de que se fije la tinta o la pintura. Al rodillo están fijados conjuntos 234, 236, 238, 240, 241 magnéticos con tornillos 242, los cuales permiten que se puedan cambiar los conjuntos magnéticos sin desmontar el rodillo de la impresora. Los conjuntos magnéticos podrían estar configurados para producir imágenes 234, 236 “flip-flop” o imágenes 238 “rolling bar”, o podrían ser material 240, 241 magnético con patrón que produce una imagen con patrón sobre el substrato impreso, u otra configuración magnética seleccionada. Las estructuras magnéticas del rodillo están alineadas con la lámina o rodillo para proporcionar el deseado patrón de campo magnético a campos impresos sobre el substrato con copos de pigmento magnético. Los patrones ilustrados representan patrones planos que siguen la curva de la circunferencia del rodillo.Figure 1b shows a magnetic roller 232 that can be used in apparatus 200; it has been described in US Patent No. 7,047,883. The roller could be a pickup cylinder or a tensioner, as explained in conjunction with Figure 1a, or another roller in a printing system that makes contact with the printing substrate before ink or paint is set. Magnetic assemblies 234, 236, 238, 240, 241 are attached to the roller with screws 242, which allow the magnetic assemblies to be changed without removing the roller from the printer. The magnetic assemblies could be configured to produce 234, 236 "flip-flop" images or 238 "rolling bar" images, or they could be patterned magnetic 240, 241 material that produces a patterned image on the printed substrate, or other magnetic configuration selected. The magnetic roll structures are aligned with the sheet or roll to provide the desired magnetic field pattern to fields printed on the substrate with flakes of magnetic pigment. The illustrated patterns represent flat patterns that follow the roll circumference curve.

Es ventajoso en aplicaciones disponer de una superficie 244 exterior del rodillo 232 suficientemente regular o lisa, de lo contrario, puede deformar potencialmente o incluso dañar el substrato 212. Para estas aplicaciones, se prefiere que la superficie 244 exterior no tenga ninguna parte que sobresalga, produciendo un contacto substancialmente regular y uniforme del rodillo con el substrato a través de la superficie exterior del rodillo.It is advantageous in applications to have an outer surface 244 of the roller 232 sufficiently regular or smooth, otherwise it may potentially deform or even damage the substrate 212. For these applications, it is preferred that the outer surface 244 has no protruding part, producing substantially regular and uniform contact of the roll with the substrate through the outer surface of the roll.

Por consiguiente, los imanes permanentes se construyen en un cuerpo cilíndrico del rodillo para proporcionar el campo magnético de una configuración predeterminada requerido para conformar una imagen deseada o un efecto óptico; de forma alternativa, un rodillo con un material superficial magnetizable apropiado se magnetiza de forma selectiva en patrones predeterminados. En la descripción que se proporciona posteriormente en este documento, describiremos diferentes realizaciones de rodillos que tienen partes magnéticas y la superficie exterior substancialmente regular para orientar copos magnéticos en un proceso de impresión en línea continua, por ejemplo, utilizando el aparato 200. En lo que sigue, a las diferentes configuraciones de imanes permanentes embebidos o insertados en el rodillo, o fijados al mismo, así como a las partes magnetizadas de forma selectiva del rodillo, se les denominará de manera general las partes magnetizadas, o las partes magnéticas, del rodillo, o simplemente las partes magnetizadas o magnéticas. Preferiblemente, la superficie exterior de los rodillos magnéticos descrita posteriormente en este documento con referencia a las Figuras 2a-11 es substancialmente regular y no tiene partes que sobresalgan, y se desvía de una superficie cilíndrica de mejor ajuste en menos de \- 0,5 mm, y más preferiblemente en menos de \- 0,1 mm.Accordingly, the permanent magnets are built into a cylindrical body of the roller to provide the magnetic field of a predetermined configuration required to form a desired image or optical effect; alternatively, a roll with an appropriate magnetizable surface material is selectively magnetized in predetermined patterns. In the description provided later in this document, we will describe different embodiments of rollers having magnetic parts and the substantially regular outer surface for orienting magnetic flakes in a continuous line printing process, for example, using apparatus 200. In which Following, the different configurations of permanent magnets embedded or inserted in the roller, or fixed to it, as well as the selectively magnetized parts of the roller, will generally be called the magnetized parts, or the magnetic parts, of the roller , or simply the magnetized or magnetic parts. Preferably, the outer surface of the magnetic rollers described later in this document with reference to Figures 2a-11 is substantially regular and has no protruding parts, and deviates from a better fit cylindrical surface by less than - 0.5 mm, and more preferably less than - 0.1 mm.

Los rodillos magnéticos se pueden dividir en dos familias: discretos y continuos. Un rodillo discreto tiene una o más partes magnéticas, por ejemplo, imanes o conjuntos magnéticos situados adyacentes a la superficie exterior del rodillo y separados entre sí en el espacio con partes no magnetizadas o magnetizadas de maneras diferentes del rodillo. El rodillo discreto es un rodillo que se utiliza para conformar múltiples imágenes o efectos ópticos sobre el substrato de una manera repetitiva, por ejemplo, como un tablero de ajedrez, donde cada imagen individual o una parte de la imagen individual está alineada dentro de márgenes del campo magnético que emana desde una parte magnética concreta del rodillo a través de la superficie exterior del rodillo y se dirige hacia el interior del substrato, por ejemplo, como se ilustra de manera esquemática en las Figuras 2c y 2d. Un rodillo continuo proporciona impresión ininterrumpida, por ejemplo produciendo una línea o franja continua, sobre el substrato a lo largo de la superficie del substrato, es decir, en la dirección del movimiento del substrato 212 en la Figura 1a, o a través del substrato, por ejemplo en la dirección normal al plano de la Figura 1a o formando un ángulo con él.Magnetic rollers can be divided into two families: discrete and continuous. A discrete roll has one or more magnetic parts, for example, magnets or magnetic assemblies located adjacent to the outer surface of the roll and spaced apart from each other with non-magnetized or magnetized parts in different ways from the roll. The discrete roller is a roller that is used to shape multiple images or optical effects on the substrate in a repetitive way, for example, like a chessboard, where each individual image or part of the individual image is aligned within the margins of the Magnetic field emanating from a particular magnetic part of the roll through the outer surface of the roll and directed into the substrate, for example, as schematically illustrated in Figures 2c and 2d. A continuous roll provides uninterrupted printing, for example by producing a continuous line or stripe, on the substrate along the surface of the substrate, that is, in the direction of movement of the substrate 212 in Figure 1a, or through the substrate, by example in the direction normal to the plane of Figure 1a or at an angle to it.

Un rodillo magnético se puede construir como una unidad con un cuerpo sólido con imanes unidos o incrustados, o como un conjunto de varias secciones de rodillo idénticas o diferentes con sistemas magnéticos integrados. La conveniencia del rodillo magnético seccional es obvia en su flexibilidad: el rodillo con secciones de una configuración concreta de partes magnéticas se puede desensamblar y volver a ensamblar de nuevo fácilmente con inclusión de secciones con diferentes partes magnéticas, para conformar sobre el substrato una combinación diferente de imágenes y/o de efectos ópticos.A magnetic roller can be built as a unit with a solid body with attached or embedded magnets, or as a set of several identical or different roller sections with integrated magnetic systems. The convenience of the sectional magnetic roller is obvious in its flexibility: the roller with sections of a particular configuration of magnetic parts can be easily disassembled and reassembled again, including sections with different magnetic parts, to form a different combination on the substrate of images and / or optical effects.

Los imanes o conjuntos magnéticos en un rodillo discreto se pueden dejar inmovilizados, es decir, estáticos con respecto al cuerpo del rodillo, o se pueden colocar con el giro permitido dentro de una cavidad situada en el cuerpo cilíndrico del rodillo para que giren sobre sí mismos o giren alrededor de un eje en el interior del cuerpo por debajo del substrato durante el proceso de impresión para proporcionar una imagen con una llamativa ilusión de profundidad, como se describe más adelante.The magnets or magnetic assemblies on a discrete roller can be left immobilized, that is, static with respect to the roller body, or they can be placed with the allowed rotation within a cavity located in the cylindrical body of the roller so that they rotate on themselves or rotate around an axis inside the body below the substrate during the printing process to provide an image with a striking illusion of depth, as described below.

La Figura 2a ilustra de manera esquemática un rodillo 332 magnético para orientar copos magnéticos. El rodillo 332 magnético tiene un cuerpo 301 cilíndrico sólido, también denominado en adelante elemento cilíndrico o tambor, preferiblemente de material no magnético, en el cual están conformadas, es decir, obtenidas por fresado del cuerpo 301 a partir de su superficie 333 exterior, una pluralidad de cavidades. Como se muestra mediante áreas sombreadas en color oscuro del rodillo 332, en las cavidades se insertan imanes permanentes de formas predeterminadas, por ejemplo, imanes 302 y 303, las necesarias para conformar los deseados patrones de copos, formando porciones magnéticas del rodillo 332. En la Figura 2a, las cavidades se muestran como áreas sombreadas en color oscuro con los imanes, por ejemplo los imanes 302, 303 y 335, insertados en su interior, mostrándose un recorte en una parte del cuerpo 301 a beneficio del observador para ilustrar las posiciones de los imanes, por ejemplo, el imán 302 cilíndrico y el imán 335 con forma de prisma, en el interior del tambor 301. Las cavidades tienen la forma y las dimensiones predeterminadas de los imanes permanentes, y los imanes son mantenidos en su interior de forma estática e inamovible. En algunas realizaciones, los imanes 302, 303 se pueden fijar en su posición mediante adhesivo, tornillos, abrazaderas, etc., o pueden ser encajados a presión y mantenidos en sus posiciones por tracción. Los imanes 302, 303 permanentes, aunque se muestran a modo de ilustración con formas cilíndricas y rectangulares, tienen al menos sus superficies exteriores, por ejemplo, como se indica mediante una flecha 335, conformadas para crear campos magnéticos de configuraciones predeterminadas, para orientar los copos magnéticos en patrones 3D deseados cuando se utiliza el rodillo en el aparato 200 de impresión. En la realización mostrada, el rodillo 332 está montado sobre un eje 304 con cojinetes que no se muestran en la figura, y se proporciona además una rueda 305 dentada unida fijamente al rodillo para hacer girar al rodillo 332 alrededor del eje 304 durante el proceso de impresión.Figure 2a schematically illustrates a magnetic roller 332 for orienting magnetic flakes. Magnetic roller 332 has a solid cylindrical body 301, also hereinafter referred to as cylindrical element or drum, preferably of non-magnetic material, in which they are formed, i.e. obtained by milling body 301 from its outer surface 333, a plurality of cavities. As shown by dark shaded areas of roller 332, permanent magnets of predetermined shapes, eg magnets 302 and 303, are inserted into the cavities as necessary to form the desired flake patterns, forming magnetic portions of roller 332. Figure 2a, the cavities are shown as shaded areas in dark color with the magnets, for example magnets 302, 303 and 335 inserted inside, showing a cutout in a part of the body 301 for the benefit of the observer to illustrate the positions of the magnets, for example, the cylindrical magnet 302 and the prism-shaped magnet 335, inside the drum 301. The cavities have the predetermined shape and dimensions of the permanent magnets, and the magnets are held in their interior in a static and immovable way. In some embodiments, the magnets 302, 303 can be fixed in place by adhesive, screws, clamps, etc., or can be snap-fit and held in place by traction. The permanent magnets 302, 303, while shown by way of illustration with cylindrical and rectangular shapes, have at least their outer surfaces, for example, as indicated by an arrow 335, shaped to create magnetic fields of predetermined configurations, to orient the Magnetic flakes in desired 3D patterns when the roller is used in the printing apparatus 200. In the shown embodiment, roller 332 is mounted on a shaft 304 with bearings not shown in the figure, and a sprocket 305 fixedly attached to the roller is further provided to rotate roller 332 about axis 304 during the process of Print.

En un ejemplo, los imanes 302, 303 están situados enrasados con la superficie 333 exterior del cuerpo 301, de tal manera que la superficie exterior del rodillo 332 con los imanes 302, 303 en su interior es substancialmente regular para proporcionar contacto substancialmente uniforme con el substrato 212 a través de la superficie exterior del rodillo 332 durante el proceso de impresión lineal. El término “contacto” se utiliza aquí para referirse a contacto directo o indirecto entre dos superficies, es decir, a través de una lámina o placa intermedia. En otro ejemplo, al menos uno de los imanes 302, 303 está situado a menor altura con respecto a la superficie 333 exterior del tambor 301, y el rebaje está relleno con un relleno no magnético, por ejemplo, una resina epoxy, estaño, latón, u otro material, para hacer que la superficie exterior del rodillo sea substancialmente regular como se ha descrito anteriormente en este documento. La posibilidad de tener diferentes imanes a diferentes distancias de la capa de tinta es ventajosa para crear diferentes tipos de efectos ópticos proporcionados por las respectivas disposiciones de copos magnéticos. Generalmente, para conformar disposiciones de copos que proporcionen transiciones de imagen nítidas, como por ejemplo para conformar una imagen “flip-flop”, se debería minimizar la distancia tinta-imán. Sin embargo, para conformar imágenes o efectos ópticos en los cuales transiciones en la imagen deberían estar corridas, por ejemplo, para proporcionar una ilusión de profundidad como en una imagen “rolling bar”, los imanes se colocan preferiblemente a una mayor distancia de la capa de tinta, por ejemplo entre 3,175 mm (0,125”) y 19,05 mm (0,75”) para una imagen “rolling bar” dependiendo de requisitos concretos de los gráficos. Las imágenes “rolling bar” y las imágenes “flip-flop”, y las disposiciones de imanes que se pueden utilizar para su fabricación se describen, por ejemplo, en la Patente de EE.UU. n° 7.047.883 del mismo propietario.In one example, the magnets 302, 303 are flush with the outer surface 333 of the body 301, such that the outer surface of the roller 332 with the magnets 302, 303 therein is substantially regular to provide substantially uniform contact with the substrate 212 through the outer surface of roller 332 during the linear printing process. The term "contact" is used herein to refer to direct or indirect contact between two surfaces, that is, through an intermediate sheet or plate. In another example, at least one of the magnets 302, 303 is located lower than the outer surface 333 of drum 301, and the recess is filled with a non-magnetic filler, for example, an epoxy resin, tin, brass , or other material, to make the outer surface of the roller substantially regular as previously described herein. The possibility of having different magnets at different distances from the ink layer is advantageous for creating different types of optical effects provided by the respective magnetic flake arrangements. Generally, to form flake arrangements that provide sharp image transitions, such as to form a "flip-flop" image, the ink-magnet distance should be minimized. However, to form images or optical effects in which image transitions should be run, for example to provide an illusion of depth as in a "rolling bar" image, the magnets are preferably placed at a greater distance from the layer of ink, for example between 3,175 mm (0.125 ”) and 19.05 mm (0.75”) for a “rolling bar” image depending on specific graphics requirements. Rolling bar images and flip-flop images, and magnet arrangements that can be used in their manufacture are described, for example, in US Patent No. 7,047,883 to the same owner.

La Figura 2b es una sección en perspectiva simplificada de una parte de un rodillo 332' con un conjunto 244 magnético embebido en el rodillo. El conjunto magnético tiene una sección transversal con la forma de una estrella, y su superficie 244' está substancialmente enrasada con la superficie exterior del rodillo. El conjunto magnético podría ser material permanentemente magnetizado conformado, como se ilustra en la Figura 12F, o podría tener una sección de punta de SUPERMALLOY, de MU-METAL, o de un material similar, como se ilustra en la Figura 12E, posterior. El rodillo gira en la dirección de la primera flecha 246 y un substrato 248 de papel o de película se desplaza en la dirección de la segunda flecha 250. Sobre el substrato se ha impreso un campo 252 de tinta que incluye copos de pigmento magnético. El campo estaba por encima de la superficie del conjunto magnético con forma de estrella cuando el rodillo estaba cerca del substrato, y un rasgo 254 óptico ilusivo con forma de estrella se formó en el campo. En una realización preferente, los copos de pigmento magnético están fijos mientras que el conjunto magnético está en contacto con el substrato.Figure 2b is a simplified perspective section of a portion of a roll 332 'with a magnetic assembly 244 embedded in the roll. The magnetic assembly has a cross section in the shape of a star, and its surface 244 'is substantially flush with the outer surface of the roller. The magnetic assembly could be shaped permanently magnetized material, as illustrated in Figure 12F, or could have a tip section of SUPERMALLOY, MU-METAL, or a similar material, as illustrated in Figure 12E, below. The roller rotates in the direction of the first arrow 246 and a paper or film substrate 248 moves in the direction of the second arrow 250. An ink field 252 including magnetic pigment flakes has been printed on the substrate. The field was above the surface of the star-shaped magnetic array when the roller was close to the substrate, and an illusive optical star-shaped feature 254 formed in the field. In a preferred embodiment, the magnetic pigment flakes are fixed while the magnetic assembly is in contact with the substrate.

En un ejemplo, el efecto 254 óptico ilusivo es una estrella con una profundidad aparente mucho mayor que el espesor físico del campo impreso. Esta estrella se puede conformar, por ejemplo, con la superficie 244' exterior del imán 244 situada a menor altura con respecto a la superficie exterior del rodillo 332'.In one example, the illusive optical effect 254 is a star with an apparent depth much greater than the physical thickness of the printed field. This star can be formed, for example, with the outer surface 244 'of the magnet 244 located at a lower height with respect to the outer surface of the roller 332'.

La Figura 2c es una vista lateral simulada por ordenador de un conjunto 256 magnético con un imán 258 permanente que proporciona el campo magnético y que está dirigido hacia el substrato 248 por una punta 260 con patrón de SUPERMALLOY u otro material de alta permeabilidad. Las líneas 262 del campo magnético modelado se muestran sólo con fines ilustrativos. Algunos materiales “supermagnéticos” son duros, frágiles, y generalmente difíciles de mecanizar para darles formas intrincadas. El SUPERMALLOY es mucho más fácil de mecanizar que, por ejemplo, los imanes de NdFeB, y por lo tanto puede proporcionar un patrón de campo magnético intrincado con suficiente fuerza del campo magnético para alinear los copos de pigmento magnético en el patrón deseado. Asimismo, la baja magnetización remanente del SUPERMALLOY y de aleaciones similares las hace más fáciles de mecanizar.Figure 2c is a computer simulated side view of a magnetic assembly 256 with a permanent magnet 258 that provides the magnetic field and is directed toward substrate 248 by a tip 260 patterned from SUPERMALLOY or other high permeability material. Lines 262 of the modeled magnetic field are shown for illustrative purposes only. Some "supermagnetic" materials are hard, brittle, and generally difficult to machine into intricate shapes. SUPERMALLOY is much easier to machine than, for example, NdFeB magnets, and therefore can provide an intricate magnetic field pattern with enough magnetic field strength to align the magnetic pigment flakes in the desired pattern. Also, the low remaining magnetization of SUPERMALLOY and similar alloys makes them easier to machine.

La Figura 2d es una vista lateral simulada por ordenador de un conjunto 264 magnético con un imán 258' permanente conformado. No es necesario que toda la longitud del imán esté conformada, sino sólo la parte que produce el patrón de campo deseado en el substrato 248. Aunque algunos materiales que se utilizan habitualmente para conformar imanes permanentes son difíciles de mecanizar, al menos en la sección de punta se pueden conformar patrones simples. Otros materiales que forman imanes permanentes son mecanizables, y pueden proporcionar suficiente fuerza magnética para producir el efecto óptico ilusivo deseado.Figure 2d is a computer simulated side view of a magnetic assembly 264 with a permanent magnet 258 'shaped. The entire length of the magnet does not need to be shaped, but only the part that produces the desired field pattern in the substrate 248. Although some materials that are commonly used to form permanent magnets are difficult to machine, at least in the section of Tip simple patterns can be formed. Other materials that form permanent magnets are machinable, and can provide enough magnetic force to produce the desired illusive optical effect.

De manera similar, aleaciones de imán se pueden moldear por colada o se pueden conformar para darles formas relativamente complejas utilizando técnicas de metalurgia de polvos.Similarly, magnet alloys can be cast or shaped into relatively complex shapes using powder metallurgy techniques.

En la Figura 3 se ilustra otro rodillo de ejemplo. De acuerdo con esta realización, un rodillo 353 magnético se fabrica enrollando una lámina 502 flexible de material magnético con partes 503 selectivamente magnetizadas alrededor de un elemento o tambor 501 cilindrico que preferiblemente está fabricado de material no magnético. La lámina 502 flexible generalmente no magnetizada, aparte de las partes 503, está recubriendo al tambor 502 y es mantenida sobre su superficie por un adhesivo sensible a la presión. Antes del enrollado, áreas 503 de la lámina 502 fueron magnetizadas selectivamente en todo su espesor para conformar partes magnetizadas de la lámina 502 con formas predeterminadas, mostradas aquí como signos de dólar a modo de ejemplo. El rodillo 352 ensamblado tiene una superficie ininterrumpida lisa formada por la superficie exterior de la lámina 502. Una lámina con un patrón de magnetización se puede sustituir fácilmente por otra cuando sea necesario. En otro ejemplo, la lámina flexible de material 502 magnetizable se magnetiza primero uniformemente en una orientación magnética, y a continuación parte de la lámina uniformemente magnetizada de una forma o formas predeterminadas se magnetiza selectivamente en otra orientación u orientaciones magnéticas, de modo que las partes 503 magnéticas del rodillo 352 estén separadas unas de otras por partes magnetizadas de manera diferente de la lámina 502.Another example roll is illustrated in Figure 3. In accordance with this embodiment, a magnetic roll 353 is manufactured by winding a flexible sheet 502 of magnetic material with selectively magnetized parts 503 around a cylindrical element or drum 501 which is preferably made of non-magnetic material. The generally unmagnetized flexible sheet 502, apart from parts 503, is coating drum 502 and is held on its surface by a pressure sensitive adhesive. Before winding, areas 503 of sheet 502 were selectively magnetized to their full thickness to form magnetized portions of sheet 502 into predetermined shapes, shown here as exemplary dollar signs. Assembled roller 352 has a smooth uninterrupted surface formed by the outer surface of sheet 502. One sheet with a magnetization pattern can easily be replaced with another when needed. In another example, the flexible sheet of magnetizable material 502 is first magnetized uniformly in one magnetic orientation, and then part of the sheet uniformly magnetized in a predetermined shape or shapes is selectively magnetized in another magnetic orientation or orientations, so that parts 503 The magnetic rollers 352 are separated from each other by differently magnetized parts of the sheet 502.

Este método de conformar un rodillo magnético tiene muchas ventajas. Los imanes conformados en la lámina 502 por magnetización selectiva no requieren tallar o eliminar el material para modificar el campo magnético. En el interior del material magnético de la lámina 502 se crea una imagen 503 de un objeto, logotipo o signo, de modo que el imán proporciona un campo que corresponde al objeto, logotipo o signos cuando se utiliza el campo para alinear copos en pintura o tinta. Ventajosamente, el objeto, logotipo o signo codificado en la lámina 502 magnética flexible por medio de magnetización selectiva no se puede ver, pero está presente y genera un campo magnético que alinea dentro del campo copos situados sobre un substrato para replicar el objeto, logotipo o signo. La lámina 502 magnética proporciona una superficie exterior naturalmente regular del rodillo 352, sin protrusiones ni rebajes, permitiendo de ese modo poner el rodillo 352 en contacto estrecho con el substrato 212 del aparato 200 de impresión sin que exista riesgo de deformar el substrato incluso cuando se aplica la presión. La Solicitud de Patente de EE.UU n° 11/560.927, en tramitación con la presente, proporciona una descripción detallada de diferentes métodos de magnetización selectiva de la lámina 502 para conformar partes magnetizadas de la lámina para alinear copos magnéticos sobre el substrato en patrones predeterminados o seleccionados proporcionando diferentes imágenes y/o efectos ópticos.This method of forming a magnetic roll has many advantages. The magnets formed in the sheet 502 by selective magnetization do not require carving or removing the material to modify the magnetic field. Inside the magnetic material of the sheet 502 an image 503 of an object, logo or sign is created, so that the magnet provides a field that corresponds to the object, logo or signs when the field is used to align flakes in paint or ink. Advantageously, the object, logo or sign encoded on the flexible magnetic sheet 502 by means of selective magnetization cannot be seen, but is present and generates a magnetic field that aligns within the field flakes placed on a substrate to replicate the object, logo or sign. The magnetic sheet 502 provides a naturally regular outer surface of the roller 352, without protrusions or undercuts, thereby allowing the roller 352 to be brought into close contact with the substrate 212 of the printing apparatus 200 without the risk of deforming the substrate even when apply pressure. US Patent Application No. 11 / 560,927, pending herein, provides a detailed description of different selective magnetization methods of sheet 502 to form magnetized parts of the sheet to align magnetic flakes on the patterned substrate Preset or selected providing different images and / or optical effects.

Generalmente, el patrón de copos magnéticos creado sobre el substrato por una parte o partes magnetizadas del rodillo de acuerdo con la presente invención forma sobre el substrato una imagen de un objeto, un signo, o un logotipo, o añade un efecto óptico ilusivo tal como una ilusión de profundidad o de movimiento a la imagen impresa sobre el substrato con la tinta magnética. En algunas realizaciones, la imagen proporciona un efecto óptico dinámico cuando se observa con un ángulo de observación variable o con un ángulo de iluminación variable. Cuando la tinta es iluminada por una fuente de luz y es observada a simple vista o con un instrumento óptico, las partículas o copos de pigmento magnético con forma similar a plaquetas alineadas de maneras diferentes reflejan la luz incidente de manera diferente. Una parte de las partículas está orientada con respecto al substrato, a la fuente de luz y al observador de tal manera que refleja los rayos de luz que llegan a ella hacia el ojo del observador. Otra parte de las partículas de la impresión refleja rayos de luz en diferentes direcciones porque están inclinadas formando diferentes ángulos con respecto a la dirección del observador. Cuando el substrato con recubrimiento impreso está inclinado con respecto a la fuente de luz o al observador la primera parte de las partículas de pigmento ya no refleja la luz hacia el observador. Estas partículas empiezan a reflejar la luz en dirección diferente mientras que las partículas de la segunda parte empiezan a reflejar los rayos de luz en la dirección del observador. Cuando partículas se alinean gradualmente en la capa de la tinta, la inclinación del substrato provoca aparición de un efecto de movimiento ilusivo. Cuando se alinean partículas a lo largo de las líneas de un imán que fue conformado en patrón predeterminado, una parte de la capa impresa replica la forma del imán creando un efecto de tridimensionalidad. En esta región parece como si la imagen saliera del substrato hacia el observador.Generally, the magnetic flake pattern created on the substrate by a magnetized part or parts of the roller according to the present invention forms on the substrate an image of an object, a sign, or a logo, or adds an illusory optical effect such as an illusion of depth or movement to the image printed on the substrate with the magnetic ink. In some embodiments, the image provides a dynamic optical effect when viewed at a variable viewing angle or at a variable illumination angle. When the ink is illuminated by a light source and viewed with the naked eye or an optical instrument, platelet-like magnetic pigment particles or flakes aligned in different ways reflect incident light differently. A part of the particles is oriented with respect to the substrate, the light source and the observer in such a way that it reflects the light rays reaching it towards the observer's eye. Another part of the print particles reflects light rays in different directions because they are tilted at different angles to the direction of the observer. When the printed coated substrate is tilted with respect to the light source or the observer, the first part of the pigment particles no longer reflects light to the observer. These particles begin to reflect light in a different direction while the particles in the second part begin to reflect light rays in the direction of the observer. When particles gradually align in the ink layer, the tilting of the substrate causes an illusory motion effect to appear. When particles are aligned along the lines of a magnet that was shaped into a predetermined pattern, a part of the printed layer replicates the shape of the magnet creating a three-dimensional effect. In this region it seems as if the image comes out of the substrate towards the observer.

Ejemplos de Imágenes Ilusivas ImpresasExamples of Printed Illusive Images

A modo de ejemplo, las Figuras 4a, b ilustran algunas de las imágenes o efectos ópticos que se pueden producir utilizando los ejemplos descritos anteriormente en este documento de los rodillos con referencia a las Figuras 1a, 2a - 3. La Figura 4a es una vista en sección transversal simplificada mostrada en la Patente de EE.UU. n° 7.047.883 de una imagen 20 impresa a la que se denomina “flip-flop”, y la cual es un ejemplo de un efecto óptico dinámico que se puede producir orientando de forma apropiada copos magnéticos contenidos en un portador fluido impreso sobre un substrato. Los copos se muestran como líneas cortas en la vista en sección transversal. Las figuras no están dibujadas a escala. Un copo típico podría tener una anchura de veinte micras y un grosor de aproximadamente una micra, así que las figuras son meramente ilustrativas.By way of example, Figures 4a, b illustrate some of the images or optical effects that can be produced using the examples described earlier in this document of the rollers with reference to Figures 1a, 2a-3. Figure 4a is a view in simplified cross section shown in US Patent No. 7,047,883 of a printed image 20 which is called a "flip-flop", and which is an example of a dynamic optical effect that can be produced by orienting suitably magnetic flakes contained in a printed fluid carrier on a substrate. The flakes are shown as short lines in the cross section view. The figures are not drawn to scale. A typical flake could be twenty microns wide and approximately one micron thick, so the figures are merely illustrative.

El “flip-flop” incluye una primera parte 22 impresa y una segunda parte 24 impresa, separadas por una transición 25. En la primera parte, copos 26 de pigmento rodeados por un portador 28, tal como un vehículo para tinta o un vehículo para pintura, han sido alineados paralelos a un primer plano y, en la segunda parte, copos 26' de pigmento han sido alineados paralelos a un segundo plano; esto produce como resultado un patrón substancialmente 3D de copos magnéticos que se puede producir utilizando campo magnético conformado de forma apropiada que emana desde la superficie exterior de los rodillos magnéticos anteriormente mencionados que tienen partes magnetizadas de formas predeterminadas; ejemplos de estructuras magnéticas de este tipo se proporcionan en la Patente de EE.UU. n° 7.047.883.The flip-flop includes a first printed part 22 and a second printed part 24, separated by a transition 25. In the first part, pigment flakes 26 surrounded by a carrier 28, such as a vehicle for ink or a vehicle for paint, they have been aligned parallel to a first plane and, in the second part, flakes 26 'of pigment have been aligned parallel to a second plane; this results in a substantially 3D pattern of magnetic flakes that can be produced using appropriately shaped magnetic field emanating from the outer surface of the aforementioned magnetic rollers having magnetized parts of predetermined shapes; Examples of such magnetic structures are provided in US Patent No. 7,047,883.

Generalmente, los copos parecen brillantes cuando se observan normales al plano del copo, mientras que los copos parecen oscuros cuando se observan a lo largo del borde del plano. Por ejemplo, luz procedente de una fuente 30 de iluminación es reflejada por los copos de la primera región hacia el observador 32. Si la imagen está inclinada en la dirección indicada por la flecha 34, los copos de la primera región 22 se verán de punta, mientras que la luz será reflejada por los copos de la segunda región 24. De esta manera, en la primera posición de observación la primera región parecerá clara y la segunda región parecerá oscura, mientras que en la segunda posición de observación inclinada los campos producirán un efecto “flip-flop”, volviéndose oscura la primera región y volviéndose clara la primera región. Esto proporciona un efecto visual muy impactante. De manera similar, si los copos de pigmento son de color variable, una parte puede parecer que es de un primer color y la otra parte de otro color cuando se observa en un primer ángulo de observación o de iluminación, y puede parecer que dichas partes cambian de color cuando se observan en un segundo ángulo de observación o de iluminación. El proceso de fabricación de copos difrangentes se describe en detalle en la Patente de EE.UU. N° 6.692.830. La Solicitud de Patente de EE.UU. n° 20030190473, describe la fabricación de copos difrangentes cromáticos. La producción de un copo difrangente cromático es similar a la producción de un copo difrangente, sin embargo se requiere que una de las capas sea magnética.Flakes generally appear shiny when viewed normal to the flake plane, while flakes they appear dark when viewed along the edge of the plane. For example, light from an illumination source 30 is reflected by the flakes in the first region towards observer 32. If the image is tilted in the direction indicated by arrow 34, the flakes in the first region 22 will be pointed. , while the light will be reflected by the flakes of the second region 24. In this way, in the first observation position the first region will appear light and the second region will appear dark, while in the second inclined observation position the fields will produce a “flip-flop” effect, the first region becoming dark and the first region becoming light. This provides a very striking visual effect. Similarly, if the pigment flakes are variable in color, one part may appear to be of a first color and the other part to another color when viewed at a first viewing or lighting angle, and such parts may appear to be they change color when viewed at a second viewing or lighting angle. The manufacturing process for diffusing flakes is described in detail in US Patent No. 6,692,830. US Patent Application No. 20030190473 describes the manufacture of chromatic diffusing flakes. The production of a chromatic diffusing flake is similar to the production of a diffusing flake, however one of the layers is required to be magnetic.

El portador es típicamente transparente, sin color o tintado, y los copos son típicamente bastante reflectantes. Por ejemplo, el portador podría estar tintado de verde y los copos podrían incluir una capa metálica, por ejemplo una película delgada de aluminio, oro, níquel, platino, o aleación metálica, o podrían ser un copo de metal, tal como un copo de níquel o de aleación. La luz reflejada por una capa metálica a través del portador tintado de verde podría parecer verde brillante, mientras que otra parte con copos vistos de punta podría parecer verde oscuro o de otro color. Si los copos son simplemente copos metálicos en un portador sin color, entonces una parte de la imagen podría parecer brillante metálica, mientras que otra podría parecer oscura. De forma alternativa, los copos metálicos podrían estar recubiertos con una capa tintada, o los copos podrían incluir una estructura de interferencia óptica, tal como una estructura absorbente-separador-reflector de tipo Fabry-Perot.The wearer is typically transparent, colorless or tinted, and the flakes are typically quite reflective. For example, the wearer could be tinted green and the flakes could include a metallic layer, for example a thin film of aluminum, gold, nickel, platinum, or metal alloy, or they could be a metal flake, such as a flake. nickel or alloy. The light reflected by a metallic layer through the green-tinted carrier might appear bright green, while another part with pointed flakes might appear dark green or another color. If the flakes are just metallic flakes on a colorless carrier, then one part of the image might look metallic shiny, while another part might look dark. Alternatively, the metal flakes could be coated with a tinted layer, or the flakes could include an optical interference structure, such as a Fabry-Perot type absorbent-separator-reflector structure.

La Figura 4b es una sección transversal simplificada de una imagen 42 impresa de un dispositivo óptico cinemático al que se denomina “rolling bar” a efectos de discusión, de acuerdo con otra realización de la presente invención. La imagen incluye copos 26 de pigmento rodeados por un portador 28 transparente impreso sobre un substrato 29. Los copos de pigmento están alineados de forma curva, en un patrón que reproduce substancialmente planos reflectantes de un espejo cilíndrico de Fresnel. Como con el “flip-flop”, la región o regiones de la “rolling bar” que reflejan luz desde las caras de los copos de pigmento hacia el observador parecen más claras que áreas que no reflejan directamente la luz hacia el observador, creando una impresión de luz reflejada procedente de un cilindro metálico pulido. Esta imagen proporciona una(s) banda(s) o barra(s) claras que parecen moverse, o “rodar” a través de la imagen cuando se inclina la imagen con respecto al ángulo de observación, asumiendo una(s) fuente(s) de iluminación fija(s).Figure 4b is a simplified cross section of a printed image 42 of a kinematic optical device referred to as a "rolling bar" for purposes of discussion, in accordance with another embodiment of the present invention. The image includes pigment flakes 26 surrounded by a transparent carrier 28 printed on a substrate 29. The pigment flakes are curvedly aligned, in a pattern that reproduces substantially reflective planes of a Fresnel cylindrical mirror. As with the flip-flop, the region or regions of the rolling bar that reflect light from the faces of the pigment flakes towards the observer appear clearer than areas that do not directly reflect light towards the observer, creating a impression of reflected light from a polished metal cylinder. This image provides a clear band (s) or bar (s) that appears to move, or “roll” through the image when the image is tilted with respect to the angle of observation, assuming a source (s) ) fixed lighting (s).

También puede parecer que la barra tiene profundidad, aunque está impresa en un plano. La profundidad virtual puede parecer mucho mayor que el espesor físico de la imagen impresa; a este aspecto de la imagen se le denomina efecto óptico ilusivo. La inclinación de los copos de un patrón seleccionado refleja la luz para proporcionar la ilusión de profundidad o de “3D”, como se denomina habitualmente. Se puede obtener un efecto tridimensional colocando un imán o imanes conformados por ejemplo dentro de una cavidad del rodillo 332 en una posición situada a menor altura a cierta distancia del papel o de otro substrato con copos de pigmento magnético impresos sobre el substrato contenidos en un portador fluido. Los copos se alinean a lo largo de líneas de campo magnético formando patrones 3D predeterminados, y creando de ese modo la imagen 3D después del endurecimiento (por ejemplo, del secado o del curado) del portador. A menudo la imagen parece moverse cuando se inclina, por lo que se pueden formar imágenes 3D cinemáticas.The bar may also appear to have depth, although it is printed on a plane. Virtual depth may appear to be much greater than the physical thickness of the printed image; This aspect of the image is called an illusory optical effect. The slant of the flakes of a selected pattern reflects light to provide the illusion of depth or "3D" as it is commonly called. A three-dimensional effect can be obtained by placing a shaped magnet or magnets for example within a cavity of the roller 332 in a position located at a lower height at a certain distance from the paper or other substrate with magnetic pigment flakes printed on the substrate contained in a carrier fluid. The flakes are aligned along magnetic field lines forming predetermined 3D patterns, thereby creating the 3D image after hardening (eg drying or curing) of the carrier. Often the image appears to move when tilted, so that cinematic 3D images can be formed.

De forma alternativa, se puede obtener un efecto substancialmente 3D magnetizando de forma apropiada un área o región seleccionada de la lámina 502 superior magnetizable que recubre al rodillo 352, de tal manera que el campo magnético que emana desde la superficie superior de la porción selectivamente magnetizada reproduciría substancialmente el campo magnético del imán o imanes permanentes apropiadamente conformados situados a menor altura. A modo de ejemplo, la Figura 4c muestra una lámina 30 selectivamente magnetizada en la cual están conformadas porciones magnetizadas de la lámina, las cuales se muestran mediante áreas con alta densidad de líneas de fuerza magnética, de tal manera que el campo magnético que emana desde la lámina 30 es substancialmente un campo magnético de un imán que tiene una orientación bi-polo en el plano de la lámina 30. Alternatively, a substantially 3D effect can be obtained by appropriately magnetizing a selected area or region of the magnetizable topsheet 502 overlying the roller 352, such that the magnetic field emanating from the top surface of the selectively magnetized portion would substantially reproduce the magnetic field of the appropriately shaped permanent magnet or magnets located at a lower height. By way of example, Figure 4c shows a selectively magnetized sheet 30 in which magnetized portions of the sheet are formed, which are shown by areas with high density of lines of magnetic force, such that the magnetic field emanating from Sheet 30 is substantially a magnetic field from a magnet having a bi-pole orientation in the plane of Sheet 30.

Rodillo seccionalSectional roller

Haciendo ahora referencia a las Figuras 5a-c, otro ejemplo proporciona un rodillo magnético seccionalizado para ser usado en la alineación de copos magnéticos en patrones predeterminados. El rodillo 410 seccionalizado ilustrado de forma esquemática en sección transversal en la Figura 5c tiene un cuerpo 420 cilíndrico, también denominado en este documento elemento cilíndrico o tambor, que se ensambla o se conforma a partir de una pluralidad de secciones 400 de rodillo cilíndricas, las cuales se colocan de forma desmontable unas al lado de otras para conformar el cuerpo cilíndrico del rodillo 410. En la Figura 5c, el tambor 410 se muestra a modo de ejemplo como conformado a partir de 3 secciones de rodillo cilíndricas. Cada una de las secciones 400 tiene una o más cavidades para inserción en su interior de imanes permanentes de formas predeterminadas, como se ha descrito anteriormente con referencia a un rodillo sólido ilustrado en la Figura 2a. Las secciones 400 de rodillo están montadas sobre un eje 403 como se muestra en las Figuras 4a, 4b y 4c, y se colocan sobre dicho eje unas al lado de otras. Ventajosamente, las secciones de rodillo en el rodillo ensamblado son intercambiables, de tal manera que durante la impresión se pueden formar diferentes combinaciones.Referring now to Figures 5a-c, another example provides a sectionalized magnetic roll for use in aligning magnetic flakes in predetermined patterns. The sectionalized roll 410 schematically illustrated in cross section in Figure 5c has a cylindrical body 420, also referred to herein as a cylindrical element or drum, which is assembled or shaped from a plurality of cylindrical roll sections 400, the which are removably placed next to each other to form the cylindrical body of roller 410. In Figure 5c, drum 410 is shown by way of example as formed from 3 cylindrical roller sections. Each of the sections 400 has one or more cavities for insertion of permanent magnets of predetermined shapes therein, as described above with reference to a solid roll illustrated in Figure 2a. Roller sections 400 are shaft mounted 403 as shown in Figures 4a, 4b and 4c, and are placed on said axis next to each other. Advantageously, the roller sections on the assembled roller are interchangeable, such that different combinations can be formed during printing.

Las Figuras 5a y 5b muestran de forma esquemática una única sección 400 de rodillo; la sección 400 de rodillo tiene un cuerpo 402 parcialmente hueco que tiene cavidades dentro de las cuales se colocan y se sujetan fijamente imanes 401 permanentes de forma o formas predeterminadas; las cavidades 401, a las cuales se hace referencia en esta especificación utilizando las mismas etiquetas de referencia que para los respectivos imanes situados en su interior, están abiertos a una superficie 444 exterior de la sección 400 de rodillo. Con fines ilustrativos, los imanes 401 situados en las cavidades respectivamente conformadas se muestran con formas de cono. En otras realizaciones los imanes 401 pueden tener cualquier forma apropiada para orientar los copos magnéticos en patrones predeterminados para proporcionar las imágenes o efectos ópticos deseados. La sección 400 de rodillo está rebajada en un lado para conformar una abertura o rebaje 450 con forma de anillo que se puede utilizar para facilitar la inserción de los imanes en las cavidades 401. La sección 403 de rodillo tiene un canal cilíndrico situado centralmente para el eje 403, el cual se extiende a través del conjunto 410 final y sobre el cual se pueden montar con el deslizamiento permitido otras secciones cilíndricas. Cada una de las secciones 400 tiene un conjunto de pines 404 y orificios 405 correspondientes, que forman los unos junto a los otros un primer medio de enclavamiento para enclavar entre sí las secciones de rodillo en el ensamblaje en una orientación relativa fija para que giren juntos sobre el eje 403. Los pines 404 de una sección individual se introducen en correspondientes orificios 405 de otra sección enclavando secciones unas a otras como se muestra en la Figura 5c, proporcionando de ese modo la integridad del rodillo. En otros ejemplos, se pueden utilizar medios de enclavamiento alternativos para fijar cada una de las secciones de rodillo impidiendo su giro con respecto a las otras en el conjunto 410 de rodillo seccional.Figures 5a and 5b schematically show a single roll section 400; the roller section 400 has a partially hollow body 402 having cavities within which permanent magnets 401 of predetermined shape or forms are placed and fixedly attached; cavities 401, referred to in this specification using the same reference labels as for the respective magnets located therein, are open to an outer surface 444 of roll section 400. For illustrative purposes, the magnets 401 located in the respectively shaped cavities are shown in cone shapes. In other embodiments the magnets 401 can be any appropriate shape to orient the magnetic flakes in predetermined patterns to provide the desired images or optical effects. Roller section 400 is recessed on one side to form a ring-shaped opening or recess 450 that can be used to facilitate insertion of the magnets into cavities 401. Roller section 403 has a centrally located cylindrical channel for shaft 403, which extends through final assembly 410 and on which other cylindrical sections can be mounted with allowed slip. Each of the sections 400 has a set of pins 404 and corresponding holes 405, which form next to each other a first interlocking means for interlocking the roller sections in the assembly in a fixed relative orientation to rotate together on shaft 403. Pins 404 of an individual section are inserted into corresponding holes 405 of another section by interlocking sections with each other as shown in Figure 5c, thereby providing roll integrity. In other examples, alternative locking means can be used to secure each of the roll sections by preventing their rotation relative to the others in the sectional roll assembly 410.

Se proporcionan segundos medios de enclavamiento para enclavar las secciones 400 sobre el eje 403 para que giren junto con el eje. En el ejemplo mostrado, los segundos medios de enclavamiento están formados por una chaveta 406 que se introduce en ranuras apropiadamente conformadas proporcionadas tanto en el cuerpo 402 cilíndrico de la sección de rodillo y como en el eje 403, impidiendo de ese modo el giro de la sección 400 alrededor del eje 403. De forma alternativa, la chaveta 406 puede ser integral con el cuerpo 402 de la sección o con el eje 403 proyectándose desde cualquiera de ellos. El rodillo seccional permite el ensamblaje de secciones 400 con diferentes configuraciones magnéticas como se muestra en la Figura 4c, en la cual áreas sombreadas de oscuro conformadas de manera diferente representan imanes permanentes de diferentes formas deseadas para conformar un patrón concreto de imágenes o efectos ópticos magnéticamente inducidos en la capa magnética situada sobre el substrato 212.Second locking means are provided to lock sections 400 on shaft 403 so that they rotate together with the shaft. In the example shown, the second locking means is formed by a key 406 which is inserted into appropriately shaped grooves provided both in the cylindrical body 402 of the roller section and in the shaft 403, thereby preventing the rotation of the section 400 around axis 403. Alternatively, key 406 may be integral with section body 402 or with axis 403 projecting from either. The sectional roller enables the assembly of sections 400 with different magnetic configurations as shown in Figure 4c, in which differently shaped dark shaded areas represent permanent magnets of different shapes desired to form a particular pattern of images or magnetic optical effects induced in the magnetic layer located on the substrate 212.

El enfoque seccionalizado descrito anteriormente es muy útil para la fabricación de un rodillo con un imán que gira sobre sí mismo dentro del rodillo alrededor de un eje que es generalmente normal a la superficie exterior del rodillo, de tal manera que en el proceso de impresión lineal la superficie exterior del imán está girando sobre sí misma dentro del plano del substrato 212 cuando el giro del rodillo acerca el imán a la posición del substrato, como se ilustra por ejemplo mediante el imán 206 en la Figura 1a.The sectionalized approach described above is very useful for manufacturing a roll with a magnet that rotates on itself inside the roll about an axis that is generally normal to the outer surface of the roll, such that in the linear printing process the outer surface of the magnet is rotating on itself within the plane of the substrate 212 when the rotation of the roller brings the magnet closer to the position of the substrate, as illustrated for example by magnet 206 in Figure 1a.

En las Figuras 6a y 6b se muestra de forma esquemática una realización 510 de una sección de rodillo con imanes que giran sobre sí mismos, proporcionando la Figura 6b una vista en perspectiva de la sección 510 de rodillo, mientras que la Figura 6a muestra la sección 610 de rodillo en sección transversal. Un cuerpo 501 de la sección con forma de tapa de la sección 510 de rodillo está situado, o montado, con el giro permitido, sobre un eje 502 utilizando un cojinete 503 de bolas. El eje 502 tiene un primer engranaje 504 cónico a 45° montado estáticamente, por ejemplo, encajado a presión, sobre él. El cuerpo 501 de la sección recibe un movimiento de giro desde una rueda 505 dentada unida fijamente al mismo e impulsada por un piñón que no se muestra en los dibujos. El cuerpo 501 de la sección tiene una o más cavidades 506 que se extienden radialmente formando un canal desde la superficie 544 exterior de la sección 501 hacia el eje 502. En el interior del canal 506 está situado un árbol 507 cilíndrico. El árbol 507 está acoplado de forma giratoria al cuerpo 501 de la sección mediante un cojinete de bolas 508. Un imán 509 permanente está fijado a un extremo del árbol 507; en lo que sigue al imán 509 se le denominará el primer imán. En la realización mostrada, el primer imán 509 está situado a menor altura con respecto a una superficie exterior del cuerpo cilíndrico del rodillo. En el otro extremo del árbol 507 se proporciona un segundo engranaje 510 cónico a 45°. Los engranajes 510 y 504 tienen un paso coincidente; forman medios de engrane, a los cuales se denominará en adelante segundos medios de engrane, para acoplar el primer imán 509 con el eje 502 para hacer que el primer imán gire sobre sí mismo alrededor de un eje normal a la superficie exterior del rodillo 610 cuando se hace girar el rodillo alrededor del eje. Una cubierta 511 en forma de lámina recubre la sección 501 de rodillo en un conjunto de rodillo final proporcionando una superficie exterior lisa y regular del rodillo seccionalizado, como se ilustra en las Figuras 7a y 7b. En diferentes conjuntos de rodillo, la cubierta 511 en forma de lámina puede tener un espesor diferente para separar los imanes 506 del substrato 212, dependiendo de la fuerza de los imanes, de la viscosidad de la tinta, de las propiedades magnéticas de las partículas de pigmento, de la velocidad de funcionamiento de la prensa, y de otros factores. Preferiblemente los imanes 506 están situados a menor altura en el interior del cuerpo 501, de tal manera que su superficie exterior esté separada de la cubierta 511 por una separación. La rueda 505 dentada, a la cual se denominará en adelante el primer medio de engrane, se utiliza para hacer girar el cuerpo cilíndrico del rodillo 610 alrededor del eje 502.In Figures 6a and 6b is shown schematically an embodiment 510 of a roller section with magnets rotating on themselves, Figure 6b providing a perspective view of the roller section 510, while Figure 6a shows the section Roller 610 in cross section. A body 501 of the cap-shaped section of the roller section 510 is located, or mounted, with the allowable rotation, on a shaft 502 using a ball bearing 503. Shaft 502 has a first 45 ° bevel gear 504 statically mounted, for example snap-fit, thereon. The section body 501 receives a rotational movement from a gear wheel 505 fixedly attached thereto and driven by a pinion not shown in the drawings. The body 501 of the section has one or more cavities 506 which extend radially in a channel from the outer surface 544 of the section 501 towards the axis 502. Inside the channel 506 is a cylindrical shaft 507. Shaft 507 is rotatably coupled to section body 501 by a ball bearing 508. A permanent magnet 509 is attached to one end of shaft 507; In what follows the 509 magnet it will be called the first magnet. In the shown embodiment, the first magnet 509 is located at a lower height with respect to an outer surface of the cylindrical body of the roller. At the other end of shaft 507 a second 45 ° bevel gear 510 is provided. Gears 510 and 504 have a matching pitch; they form engaging means, hereinafter referred to as second engaging means, for coupling the first magnet 509 with the shaft 502 to cause the first magnet to rotate on itself about an axis normal to the outer surface of the roller 610 when the roller is rotated about the axis. A sheet-shaped cover 511 covers the roller section 501 in an end roller assembly providing a smooth and regular outer surface of the sectionalized roller, as illustrated in Figures 7a and 7b. In different roll assemblies, the sheet-shaped cover 511 may have a different thickness to separate the magnets 506 from the substrate 212, depending on the strength of the magnets, the viscosity of the ink, the magnetic properties of the particles of pigment, press operating speed, and other factors. Preferably magnets 506 are located at a lower height inside body 501, such that their outer surface is separated from cover 511 by a gap. Toothed wheel 505, hereinafter referred to as the first engaging means, is used to rotate the cylindrical body of roller 610 about axis 502.

Cuando se acciona el engranaje 505, éste hace girar al cuerpo 501 de la sección sobre el eje 502 que permanece estático; el movimiento de giro del cuerpo 501 es trasladado por los engranajes 504, 510 cónicos a los árboles 507, los cuales giran sobre sí mismos alrededor de sus ejes radialmente orientados, haciendo de ese modo que los imanes 509 giren sobre sí mismos dentro de los canales o cavidades 507 cilíndricos, al mismo tiempo que se mueven de forma simultanea en una órbita circular con la sección 501 alrededor de un eje 502 a lo largo de una trayectoria de tipo planetario creando un campo magnético de una configuración deseada con forma de bóveda que emana desde la superficie exterior del rodillo, y que se dirige hacia el interior del substrato 212 en posiciones predeterminadas cuando el giro del rodillo acerca al imán al substrato con los copos magnéticamente alineables dispersados sobre él. En otra realización, los imanes 509 pueden ser accionados con independencia del giro del cuerpo del rodillo, por ejemplo por un motor o por motores eléctricos situados por ejemplo en el interior del cuerpo 501 de sección.When gear 505 is actuated, it rotates section body 501 about shaft 502 that remains static; the rotational motion of the body 501 is translated by the bevel gears 504, 510 to the shafts 507, which rotate on themselves around their radially oriented axes, thereby causing the magnets 509 to rotate on themselves within the channels or cylindrical cavities 507, while simultaneously moving in a circular orbit with section 501 about an axis 502 along a planetary-type path creating a magnetic field of a desired dome-shaped configuration emanating from the outer surface of the roll, and which is directed into the substrate 212 at predetermined positions when the roll rotation brings the magnet closer to the substrate with the magnetically alignable flakes scattered on it. In another embodiment, the magnets 509 can be actuated independently of the rotation of the roller body, for example by a motor or by electric motors located for example inside the section body 501.

Las Figuras 7a y 7b ilustran de forma esquemática un rodillo 610 magnético seccionalizado ensamblado a partir de secciones 510. Cada una de las secciones del rodillo tiene un conjunto de pines y orificios correspondientes no mostrados en las Figuras 6a - 7b que son similares a los descritos con referencia a las Figuras 5a y 5b. Las secciones 510 se ensamblan juntas unas al lado de otras sobre el eje 503 para conformar un cuerpo cilindrico, al que aquí también se denomina elemento cilindrico, del rodillo 610. Las secciones ensambladas se cubren a continuación mediante la cubierta 511 que recubre las secciones para formar el rodillo 610 magnético y para proporcionar una superficie exterior regular lisa al rodillo 610 incluso cuando los imanes 509 están situados a menor altura. La Figura 7a muestra un rodillo parcialmente ensamblado, mientras que la Figura 7b muestra un rodillo completamente ensamblado. En las Figuras 7a y 7b, la cubierta 511 se muestra con un corte con fines ilustrativos. Ventajosamente, se pueden usar imanes que giran sobre sí mismos para conformar campos magnéticos con forma de bóveda, los cuales se pueden utilizar para orientar copos magnéticos en un patrón circular que forma un reflector de Fresnel, formando de ese modo imágenes semiesféricas con ilusión de profundidad, como se describe en la Solicitud de Patente de EE.UU. n° 11/278.600 en tramitación con la presente asignada comúnmente. La Figura 8a reproducida a partir de esta solicitud ilustra una alineación con forma de semiesfera axisimétrica de partículas 323 magnéticas dispersadas en una capa delgada de la tinta 324 impresa sobre un substrato 325 en una disposición de espejo de Fresnel no cóncavo impreso. El número de referencia 321 denota la sección transversal del campo que tiene líneas 322 que emanan desde el imán 326 que se hace girar, es decir, que se hace girar sobre sí mismo, en la dirección de la flecha 327. De acuerdo con la presente invención, el imán 326 está situado dentro de una cavidad de un rodillo magnético que no se muestra en la figura, siendo su eje de giro/giro sobre sí mismo generalmente normal al eje del rodillo. La Figura 8b es otra ilustración de la fabricación de una imagen semiesférica con la ilusión de profundidad utilizando un imán 370 que gira sobre sí mismo para formar un campo magnético 311 con forma de bóveda que emana hacia el interior del substrato 377. El imán 370 tiene una sección transversal rectangular y se muestra en tres posiciones diferentes 370a, 370b y 370c durante su giro sobre sí mismo. El imán debería girar sobre sí mismo a una velocidad angular substancialmente mayor que la del giro del rodillo en el cual está situado el imán que gira sobre sí mismo, de tal manera que el pigmento magnético contenido en la tinta sobre el substrato “sentiría” el campo 311 magnético con forma de bóveda medio del imán que gira sobre sí mismo durante un periodo de tiempo en que el imán que gira sobre sí mismo está cerca del substrato. Las Figuras 8c y 8d son fotografías de las impresiones con inclinación gradualmente variable de los copos producidos por el imán que gira sobre sí mismo, el cual orienta concéntricamente a los copos para formar lo que es substancialmente un patrón de espejo parabólico de Fresnel, proporcionando de ese modo a las imágenes la ilusión de profundidad. Más concretamente la Figura 8c es una fotografía inclinada con su borde superior hacia el observador, mientras que la fotografía 8d está inclinada con su borde superior alejado del observador.Figures 7a and 7b schematically illustrate a sectionalized magnetic roller 610 assembled from sections 510. Each of the roller sections has a set of pins and corresponding holes not shown in Figures 6a-7b that are similar to those described. with reference to Figures 5a and 5b. The sections 510 are assembled side by side on axis 503 to form a cylindrical body, also referred to herein as a cylindrical element, of roller 610. The assembled sections are then covered by cover 511 covering the sections for forming the magnetic roller 610 and to provide a smooth regular outer surface to the roller 610 even when the magnets 509 are located at a lower height. Figure 7a shows a partially assembled roll, while Figure 7b shows a fully assembled roll. In Figures 7a and 7b, cover 511 is shown cut away for illustrative purposes. Advantageously, self-rotating magnets can be used to form dome-shaped magnetic fields, which can be used to orient magnetic flakes in a circular pattern that forms a Fresnel reflector, thereby forming hemispherical images with an illusion of depth. , as described in commonly assigned US Patent Application No. 11 / 278,600. Figure 8a reproduced from this application illustrates an axisymmetric hemisphere-shaped alignment of magnetic particles 323 dispersed in a thin layer of ink 324 printed on a substrate 325 in a printed non-concave Fresnel mirror arrangement. Reference number 321 denotes the cross section of the field having lines 322 emanating from the magnet 326 that is spun, that is, spun on itself, in the direction of arrow 327. According to the present Invention, the magnet 326 is located within a cavity of a magnetic roller that is not shown in the figure, its axis of rotation / rotation about itself generally being normal to the axis of the roller. Figure 8b is another illustration of fabricating a hemispherical image with the illusion of depth using a magnet 370 that rotates on itself to form a dome-shaped magnetic field 311 that emanates into substrate 377. Magnet 370 has a rectangular cross section and is shown in three different positions 370a, 370b, and 370c as it rotates on itself. The magnet should rotate on itself at a substantially higher angular velocity than the rotation of the roller on which the rotating magnet is located, so that the magnetic pigment contained in the ink on the substrate would "feel" the Magnetic dome-shaped magnetic field 311 of the self-rotating magnet for a period of time when the self-rotating magnet is close to the substrate. Figures 8c and 8d are photographs of the impressions with gradually variable inclination of the flakes produced by the rotating magnet, which concentrically orients the flakes to form what is substantially a Fresnel parabolic mirror pattern, providing that way to images the illusion of depth. More specifically, Figure 8c is an inclined photograph with its upper edge towards the observer, while photograph 8d is inclined with its upper edge away from the observer.

Aunque la descripción proporcionada anteriormente en la presente memoria con referencia a las Figs. 6a-7b se refiere a un rodillo magnético seccionalizado, otras realizaciones de la invención proporcionan un rodillo magnético en donde uno o más imanes magnéticos se posicionan dentro de cavidades formadas en un cuerpo sólido cilíndrico del rodillo, o un cuerpo del rodillo que está ensamblado de secciones individuales que están unidas de forma permanente entre sí.Although the description provided hereinabove with reference to Figs. 6a-7b refers to a sectionalized magnetic roll, other embodiments of the invention provide a magnetic roll where one or more magnetic magnets are positioned within cavities formed in a cylindrical solid roll body, or a roll body that is assembled from individual sections that are permanently attached to each other.

De acuerdo con esto, este aspecto de la invención proporciona de manera general un aparato para orientar copos magnéticos contenidos en un portador fluido impreso sobre un substrato en un proceso de impresión, comprendiendo el aparato un rodillo giratorio para ser colocado con una superficie exterior cercana al substrato, comprendiendo dicho rodillo: un cuerpo cilíndrico que comprende una cavidad; un imán situado con el giro permitido en el interior de la cavidad para crear un campo magnético de una configuración predeterminada que emana desde la superficie exterior del rodillo hacia el interior del substrato; y unos medios para hacer que el imán gire sobre sí mismo en el interior de la cavidad durante el proceso de impresión para orientar los copos magnéticos en un patrón predeterminado formando una imagen con una ilusión de profundidad sobre el substrato.Accordingly, this aspect of the invention generally provides an apparatus for orienting magnetic flakes contained in a printed fluid carrier onto a substrate in a printing process, the apparatus comprising a rotating roller to be positioned with an outer surface close to the substrate, said roller comprising: a cylindrical body comprising a cavity; a magnet positioned with the allowable twist inside the cavity to create a magnetic field of a predetermined configuration emanating from the outer surface of the roll into the substrate; and means for causing the magnet to rotate on itself inside the cavity during the printing process to orient the magnetic flakes in a predetermined pattern by forming an image with an illusion of depth on the substrate.

Impresión ContinuaContinuous Printing

En las realizaciones descritas anteriormente en este documento, las partes magnéticas del rodillo, a las que en este documento también denomina imanes, son discretas en el sentido de que están rodeadas en los laterales por material no magnético del rodillo. Dichos imanes son apropiados para formar sobre la superficie del substrato, en las zonas donde es dispersada la tinta o pintura magnética, imágenes o efectos ópticos localizados tales como imágenes de objetos, logotipos, signos, esferas con la ilusión de profundidad, etc. Sin embargo, estos imanes discretos pueden no ser apropiados para imprimir sobre áreas continuas a lo largo o a través del substrato 212. Es necesario que los conjuntos magnéticos para este objetivo proporcionen alineación continua de partículas magnéticas a medida que el substrato se mueve.In the embodiments described earlier in this document, the magnetic parts of the roll, also referred to in this document as magnets, are discrete in that they are surrounded on the sides by non-magnetic material of the roll. Such magnets are suitable for forming on the surface of the substrate, in the areas where the ink or magnetic paint is dispersed, localized images or optical effects such as images of objects, logos, signs, spheres with the illusion of depth, etc. However, these magnets Discrete may not be appropriate for printing on continuous areas across or across substrate 212. Magnetic assemblies for this purpose are required to provide continuous alignment of magnetic particles as the substrate moves.

Como hemos descubierto, dichos conjuntos de rodillo pueden contener imanes permanentes integrados a lo largo o a través de un rodillo magnético. En las Figuras 9a y 9b se muestra un rodillo 710 que proporciona alineación de copos magnéticos a lo largo del substrato, es decir, en la dirección de su movimiento durante el proceso de impresión en línea. El rodillo 710 está ensamblado, o formado por una pluralidad de secciones 701, cada una de ellas con una parte 702 magnetizada con forma de anillo. En la Figura 9a se muestra un rodillo 710 parcialmente ensamblado. Las secciones 701 con anillos 702 magnéticos están ensambladas sobre un eje 703. Las secciones 701 están enclavadas sobre el eje 703 con chavetas no mostradas en las Figuras 9a, b. Una rueda 704 dentada de accionamiento está fijada al rodillo 710 para proporcionar momento de giro a dicho rodillo. En la Figura 9b se muestra el rodillo 710 completamente ensamblado sin cubierta. Las partes 702 magnetizadas del rodillo se extienden circunferencialmente alrededor del rodillo 710 para formar una banda sin fin, o un anillo, para proporcionar una imagen continua sobre el substrato en el proceso de impresión lineal.As we have discovered, such roller assemblies can contain permanent magnets integrated along or through a magnetic roller. Figures 9a and 9b show a roller 710 that provides alignment of magnetic flakes along the substrate, that is, in the direction of their movement during the online printing process. Roller 710 is assembled, or formed by, a plurality of sections 701, each with a ring-shaped magnetized portion 702. A partially assembled roll 710 is shown in Figure 9a. Sections 701 with magnetic rings 702 are assembled on an axis 703. Sections 701 are interlocked on axis 703 with keys not shown in Figures 9a, b. A drive sprocket 704 is attached to roller 710 to provide torque to said roller. Figure 7b shows the fully assembled roll 710 without cover. Magnetized roll parts 702 extend circumferentially around roll 710 to form an endless band, or a ring, to provide a continuous image on the substrate in the linear printing process.

Las partes 702 magnetizadas con forma de anillos se pueden conformar utilizando imanes anulares sólidos, o se pueden ensamblar a partir de imanes pequeños, por ejemplo de forma rectangular, como se muestra esquemáticamente en las Figuras 9a y 9b. Los imanes pueden tener dirección de magnetización de lado a lado, es decir a lo largo del eje 701, o dirección de magnetización radial.The ring-shaped magnetized parts 702 can be formed using solid ring magnets, or can be assembled from small magnets, for example rectangular in shape, as shown schematically in Figures 9a and 9b. The magnets can have either side-to-side magnetization direction, ie along axis 701, or radial magnetization direction.

La Figura 10 ilustra de forma esquemática el funcionamiento de una realización del aparato de la presente invención para impresión en línea continua utilizando el rodillo 710. Como se ilustra, un número total de las partes 702 magnéticas con forma de anillo en el rodillo determina el número de filas visibles impresas en un substrato 705. En la Figura 10, el rodillo 710 con anillos 702 magnéticos está situado debajo del substrato 705; el resto del aparato de impresión no se muestra en la figura pero podría ser similar al aparato 200 mostrado en la Figura 1a. Las franjas 706 son impresas sobre la superficie del substrato 705 por un campo magnético que emana desde las partes, o anillos 702, magnetizadas, el cual orienta copos magnéticos dispersados sobre la superficie del substrato situada enfrente del rodillo a lo largo de las líneas de campo magnético. Como se muestra en las Figuras 10, las franjas 705 situadas sobre una parte superior del substrato son impresas con la tinta o pintura magnética y son oscuras porque las partículas magnéticas de la tinta aún no están alineadas por el campo magnético del rodillo, y una gran parte la de luz que reflejan sufre dispersión. El rodillo 710 gira en una dirección mostrada mediante una flecha 707 y el substrato 705 se mueve en una dirección 708. Al entrar en el campo del rodillo, partículas magnéticas de la tinta o de la pintura se alinean en la dirección de líneas magnéticas del campo, las cuales en esta realización concreta están situadas en el plano del substrato donde el substrato y el rodillo están uno cerca del otro y en contacto. La alineación de las partículas a lo largo de la superficie del substrato incrementa su reflectancia percibida y la franja impresa se vuelve brillante, como se ilustra en la parte inferior del substrato en la Figura 10.Figure 10 schematically illustrates the operation of one embodiment of the apparatus of the present invention for continuous line printing using the roller 710. As illustrated, a total number of the ring-shaped magnetic parts 702 on the roller determines the number of visible rows printed on a substrate 705. In Figure 10, roller 710 with magnetic rings 702 is located below substrate 705; the rest of the printing apparatus is not shown in the figure but could be similar to the apparatus 200 shown in Figure 1a. The stripes 706 are imprinted on the surface of the substrate 705 by a magnetic field emanating from the parts, or rings 702, magnetized, which orients scattered magnetic flakes on the surface of the substrate opposite the roller along the field lines magnetic. As shown in Figures 10, the stripes 705 on top of the substrate are printed with the ink or magnetic paint and are dark because the ink's magnetic particles are not yet aligned by the roller's magnetic field, and a large part of the light they reflect undergoes scattering. Roller 710 rotates in a direction shown by arrow 707 and substrate 705 moves in direction 708. Upon entering the field of the roller, magnetic ink or paint particles align in the direction of magnetic field lines. , which in this particular embodiment are located in the plane of the substrate where the substrate and the roller are close to each other and in contact. The alignment of the particles along the surface of the substrate increases their perceived reflectance and the printed stripe becomes shiny, as illustrated at the bottom of the substrate in Figure 10.

En otras realizaciones, un rodillo magnético puede incluir secciones de rodillo con imanes 702 anulares continuos, y secciones de rodillo que tienen imanes discretos de formas seleccionadas para conformar sobre el substrato una combinación de imágenes o efectos ópticos localizados y rasgos ópticos continuos tales como las franjas 705.In other embodiments, a magnetic roller may include roller sections with continuous ring magnets 702, and roller sections having discrete magnets of selected shapes to form on the substrate a combination of localized images or optical effects and continuous optical features such as stripes 705.

Las Figuras 11a y 11b muestran de forma esquemática una realización 810 del rodillo magnético, en el cual partes 803 magnetizadas del rodillo se extienden a través de una superficie de trabajo del rodillo a lo largo de su eje de giro, de extremo a extremo de dicha superficie de trabajo. En este documento se utiliza el término “superficie de trabajo” para referirse a la superficie exterior del rodillo, o a una parte de la misma, que hace contacto con el substrato durante la impresión. El cuerpo 801 cilíndrico del rodillo 810 tiene surcos 802 en los cuales están insertados imanes 803 alargados. Los surcos 801 y los imanes 802 pueden tener una forma de sección decreciente correspondiente. De forma alternativa, los imanes se pueden fijar en su sitio mediante tornillos, o adhesivo, u otro método apropiado como sabría una persona con experiencia en la técnica. Cuando está montado en el aparato de impresión, el rodillo puede quedar situado por encima del substrato o por debajo de él.Figures 11a and 11b schematically show an embodiment 810 of the magnetic roller, in which magnetized parts of the roller 803 extend across a working surface of the roller along its axis of rotation, from end to end of said work surface. In this document the term "work surface" is used to refer to the outer surface of the roll, or a part thereof, that makes contact with the substrate during printing. The cylindrical body 801 of the roller 810 has grooves 802 in which elongated magnets 803 are inserted. Grooves 801 and magnets 802 can have a corresponding decreasing section shape. Alternatively, the magnets can be fixed in place using screws, or adhesive, or other appropriate method as would be known to a person skilled in the art. When mounted on the printing apparatus, the roller may be located above or below the substrate.

La Figura 12 ilustra de forma esquemática una parte del aparato de impresión que incluye al rodillo 810. En este caso, el rodillo 810 con los imanes 803 insertados en los surcos 802 está situado por debajo del substrato 804. El substrato 804 se acerca al rodillo con las franjas 805 de tinta magnética húmeda, impresas sobre el substrato por una de las estaciones de impresión de la prensa justo antes del rodillo magnético. Cuando las franjas entran en el campo magnético las partículas del pigmento se alinean a sí mismas a lo largo de líneas del campo; si los imanes 803 están magnetizados en un plano normal al eje del rodillo tangencialmente a la superficie exterior. Como resultado de la alineación, las partículas comienzan a reflejar una luz incidente de una manera determinada por la forma del campo. En una realización concreta ilustrada en la Figura 12, las partículas se orientan para generar el efecto “rolling bar” descrito anteriormente en este documento.Figure 12 schematically illustrates a portion of the printing apparatus that includes roller 810. In this case, roller 810 with magnets 803 inserted in grooves 802 is located below substrate 804. Substrate 804 approaches the roller. with strips 805 of wet magnetic ink printed on the substrate by one of the printing stations of the press just before the magnetic roller. When the stripes enter the magnetic field, the pigment particles align themselves along field lines; if the magnets 803 are magnetized in a plane normal to the axis of the roller tangentially to the outer surface. As a result of the alignment, the particles begin to reflect incident light in a way determined by the shape of the field. In a specific embodiment illustrated in Figure 12, the particles are oriented to generate the "rolling bar" effect described earlier in this document.

El sistema para el curado de la tinta húmeda con partículas alineadas no se mostró con nada de detalle en las imágenes de esta solicitud de patente para mantener la atención sobre los principios de diseño del rodillo magnético. Sin embargo, se tiene que montar cerca del rodillo. En algunas realizaciones, el sistema para el curado ilumina un área estrecha a través del substrato que contiene la tinta partículas alineadas justo por encima del último cuadrante del rodillo. En otras realizaciones, puede estar montado a una cierta distancia después del rodillo magnético. The system for curing wet ink with aligned particles was not shown in any detail in the images of this patent application to keep the attention on the design principles of the magnetic roller. However, it has to be mounted close to the roller. In some embodiments, the curing system illuminates a narrow area through the ink-containing substrate of particles aligned just above the last quadrant of the roll. In other embodiments, it may be mounted a certain distance after the mag roller.

Claims (5)

REIVINDICACIONES 1. Un aparato para orientar copos magnéticos en un portador fluido impreso sobre un sustrato en un proceso de impresión, comprendiendo el aparato:1. An apparatus for orienting magnetic flakes on a printed fluid carrier onto a substrate in a printing process, the apparatus comprising: un rodillo giratorio (610) para posicionamiento con una superficie exterior próxima al sustrato, comprendiendo el rodillo giratorio (610) un cuerpo cilíndrico (501) que comprende una cavidad (506) caracterizado por un imán (509) posicionado de forma giratoria dentro de la cavidad (506) para crear un campo magnético de una configuración predeterminada que emana de la superficie exterior del rodillo giratorio (610) hacia dentro del sustrato; ya rotating roller (610) for positioning with an outer surface close to the substrate, the rotating roller (610) comprising a cylindrical body (501) comprising a cavity (506) characterized by a magnet (509) rotatably positioned within the cavity (506) to create a magnetic field of a predetermined configuration emanating from the outer surface of the rotating roller (610) into the substrate; and medios para hacer girar sobre sí mismo (504, 505, 507, 512) el imán (509) dentro de la cavidad durante el proceso de impresión para orientar los copos magnéticos en un patrón.means for rotating on itself (504, 505, 507, 512) the magnet (509) within the cavity during the printing process to orient the magnetic flakes in a pattern. 2. El aparato de la reivindicación 1, en donde el patrón comprende un patrón de espejo parabólico de Fresnel.2. The apparatus of claim 1, wherein the pattern comprises a Fresnel parabolic mirror pattern. 3. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 1-2, que además comprende un motor eléctrico posicionado dentro del cuerpo cilíndrico (501) para hacer girar sobre sí mismo el imán (509).The apparatus of any of claims 1-2, further comprising an electric motor positioned within the cylindrical body (501) to rotate the magnet (509) on itself. 4. Un método para orientar copos magnéticos en un portador fluido impreso sobre un sustrato en un proceso de impresión, que comprende:4. A method of orienting magnetic flakes on a printed fluid carrier onto a substrate in a printing process, comprising: posicionar un rodillo giratorio (610) con una superficie exterior próxima al sustrato, comprendiendo el rodillo giratorio (610) un cuerpo cilíndrico (501) que comprende una cavidad (506), y un imán (509) posicionado de forma giratoria dentro de la cavidad (506) para crear un campo magnético de una configuración predeterminada que emana de la superficie exterior del rodillo (610) hacia el interior del sustrato; ypositioning a rotating roller (610) with an outer surface close to the substrate, the rotating roller (610) comprising a cylindrical body (501) comprising a cavity (506), and a magnet (509) rotatably positioned within the cavity (506) to create a magnetic field of a predetermined configuration emanating from the outer surface of the roller (610) into the substrate; and hacer girar sobre sí mismo el imán (509) dentro de la cavidad durante el proceso de impresión para orientar los copos magnéticos en un patrón.rotating the magnet (509) within itself in the cavity during the printing process to orient the magnetic flakes in a pattern. 5. El método de la reivindicación 4, en donde el patrón predeterminado comprende un patrón de espejo parabólico de Fresnel. 5. The method of claim 4, wherein the predetermined pattern comprises a Fresnel parabolic mirror pattern.
ES16180975T 2006-01-17 2007-01-16 Apparatus for orienting magnetic flakes Active ES2769023T3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US75935606P 2006-01-17 2006-01-17
US11/552,219 US7876481B2 (en) 1999-07-08 2006-10-24 Patterned optical structures with enhanced security feature

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2769023T3 true ES2769023T3 (en) 2020-06-24

Family

ID=57835766

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES16180975T Active ES2769023T3 (en) 2006-01-17 2007-01-16 Apparatus for orienting magnetic flakes
ES10011246.5T Active ES2598125T3 (en) 2006-01-17 2007-01-16 Apparatus for orienting magnetic flakes

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES10011246.5T Active ES2598125T3 (en) 2006-01-17 2007-01-16 Apparatus for orienting magnetic flakes

Country Status (4)

Country Link
ES (2) ES2769023T3 (en)
HU (2) HUE030641T2 (en)
PL (1) PL2266710T3 (en)
PT (1) PT2266710T (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL2266710T3 (en) 2017-01-31
PT2266710T (en) 2016-10-25
HUE030289T2 (en) 2017-05-29
ES2598125T3 (en) 2017-01-25
HUE030641T2 (en) 2017-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2574830T3 (en) Apparatus for orienting magnetic flakes
US7934451B2 (en) Apparatus for orienting magnetic flakes
ES2304618T3 (en) METHOD AND MEANS TO PRODUCE A MAGNETICALLY INDUCED DESIGN IN A COVERING CONTAINING MAGNETIC PARTICLES.
CN105538885B (en) Safety element and method and apparatus for manufacturing safety element
ES2443046T5 (en) A two-stage method for coating an article for secure printing
ES2782327T3 (en) Magnetic plate for optical effects printing
CN101120139B (en) Security element and method for the production thereof
ES2673555T3 (en) Optical effect layer
CN109862970B (en) Orienting magnetically orientable flakes
ES2726190T3 (en) Permanent magnet assemblies to generate concave field lines and method to create optical effect coating with them (reverse rolling bar)
ES2769023T3 (en) Apparatus for orienting magnetic flakes
CA2574140C (en) Apparatus for orienting magnetic flakes
AU2015200595B2 (en) Security elements and methods and apparatus for their manufacture