JP6095537B2 - レーザーによって艶出しをするシステムおよび方法のためのマーキング材料 - Google Patents

Description

本開示は、光沢差のある画像を製造するためのシステムに関する。具体的には、本開示は、光沢差のある画像の製造に有利なインクおよびトナーシステムに関する。

光沢は、基材または基材上のマーキング材料の表面からの鏡面反射の程度に関する画像または基材の属性である。鏡面反射は、表面からの入射光が鏡のように反射することである。基材またはマーキング材料の画像の表面は完全に平坦ではないことがあるため、基材表面から反射した光は、一般的に、鏡から反射した光と同様のものではない。基材表面が粗いとき、鏡面反射として反射する光の割合は少ない。一般的に、表面が粗いほど、反射した光が鏡面反射の方向に移動する可能性は小さくなる。表面の粗さを変えることによって、異なる種類の仕上げ度が得られるだろう。

基材上のマーキング材料に対してエネルギーを加え、画像表面の粗さを変えることによって、レーザーによって艶出しを行うか、または光沢差のある画像を作成するための方法および装置が、「ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ ＤＩＦＦＥＲＥＮＴＩＡＬ ＧＬＯＳＳ ＩＭＡＧＥ ＵＳＩＮＧ ＬＡＳＥＲ ＥＮＥＲＧＹ」という名称の米国特許出願第１３／４６２，４８５号に開示されている。基材上のマーキング材料は、元々の画像を形成していてもよく、光沢差のある画像は、元々の画像と重なる第２の画像を構成する。変動可能なデータに基づいて、基材上のマーキング材料の選択された一部分に対してエネルギーを加えることによって光沢差のある画像を作成する方法およびシステムが、「ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ ＤＩＦＦＥＲＥＮＴＩＡＬ ＧＬＯＳＳ ＩＭＡＧＥ ＵＳＥＦＵＬ ＦＯＲ ＤＩＧＩＴＡＬ ＰＲＩＮＴＩＮＧ」という名称の米国特許出願第１３／５３９，４２１号に開示されている。エネルギーは、画像形成デバイスのレーザーによって放射される電磁放射線によって、マーキング材料に加えられてもよい。

関連技術のマーキング材料は、レーザーによって艶出しをするシステムおよび方法と最適に適合するわけではないことがわかっている。例えば、関連技術の固体インクの印刷物は、レーザー素子によって放射される光の波長で十分な光吸収がないため、レーザーによる艶出しシステムと一緒には機能しないだろう。有効にレーザーによって艶出しするように構成された改良マーキング材料を含み、マーキング材料の画像をレーザーによって艶出しして、光沢差のある画像を作成するシステムが提供される。

一実施形態では、システムは、印刷した画像の一部分を電磁放射線にさらすように構成されたレーザーによる艶出し素子を用い、印刷した画像を作成するためのマーキング材料と、電磁放射線を吸収するように構成され、マーキング材料の一構成要素である吸収素子とを備える、レーザーによる艶出し素子を用いて光沢差のある画像を作成するためのマーキング材料システムを含んでいてもよい。システムは、樹脂またはバインダーをさらに含み、この樹脂またはバインダーが、２５０℃未満の温度で溶融する樹脂またはバインダーであるマーキング材料を含んでいてもよい。

一実施形態では、システムは、樹脂またはバインダーをさらに含み、この樹脂またはバインダーが、１５０℃未満の温度で溶融する樹脂またはバインダーであるマーキング材料を含んでいてもよい。システムは、熱可塑性プラスチックまたはワックスをさらに含み、この熱可塑性プラスチックまたはワックスが、２５０℃未満の温度で溶融する熱可塑性プラスチックまたはワックスであるマーキング材料を含んでいてもよい。システムは、少なくとも１つの着色剤素子を含み、前記吸収素子が、少なくとも１つの着色剤素子のうち、少なくとも１つを含むマーキング材料を含んでいてもよい。

吸収部材は、顔料または染料であってもよい。吸収素子は、カーボンブラックであってもよい。レーザーによる艶出し素子は、ＩＲレーザーを含んでいてもよく、吸収素子はＩＲ光吸収性である。一実施形態では、ＩＲ光吸収性の吸収素子は、可視光に対して透明であってもよい。一実施形態では、吸収素子は、レーザーによる艶出し素子からの電磁放射線にさらされたときに、マーキング材料の一部分を不均一に加熱することができるように、マーキング材料中に不均一な分布を有していてもよい。一実施形態では、吸収素子は、マーキング材料中、０．５〜１０マイクロメートルの減衰長を付与するのに十分な濃度でマーキング材料中に配置されていてもよい。一実施形態では、吸収素子は、マーキング材料中に０．１〜５％の濃度で配置されていてもよい。

一実施形態のシステムでは、光沢差のある画像を作成するためのマーキング材料システムは、印刷した画像を作成するためのマーキング材料を含んでいてもよく、このマーキング材料は、ＩＲ光吸収性の吸収素子を含み、吸収素子は、可視光に対して透明であり、レーザーによる艶出し素子は、吸収素子によって吸収するために、印刷した画像をＩＲ光にさらすような構成である。吸収素子は、顔料または染料であってもよい。一実施形態では、吸収素子は、マーキング材料中に粒状の分布を有していてもよい。

例示的な実施形態を本明細書に記載する。しかし、本明細書に記載する装置およびシステムの特徴を組み込んだ任意のシステムが、例示的な実施形態の範囲および精神に包含されることが想定される。

図１は、基材上のマーキング材料の画像の線図である。 図２は、例示的な実施形態のマーキング材料を用い、基材上に光沢差のある画像を印刷するシステムの線図である。

例示的な実施形態は、本明細書に記載する方法およびシステムの精神および範囲に含まれ得るあらゆる代替物、改変物、等価物を包含することを意図している。

レーザーによって艶出しをするシステムおよび方法は、４８５号明細書に開示されている。システムは、画像形成デバイスによって放射される放射線（例えば、レーザーによる艶出し素子によって放射される電磁放射線）に印刷した画像をさらすことによって、印刷した画像の上に光沢差を作成するような構成である。放射線にさらされるマーキング材料の一部分は、その放射線を吸収し、その一部分が、マーキング材料を溶融させるのに十分な温度まで加熱され、印刷した画像の表面が変わり、光沢差を生成する。印刷したマーキング材料の画像は、高出力レーザーによって放射される放射線によって実質的に影響を受けないまま維持されるような構成で基材の上に配置される。４２１号明細書に開示されるように、印刷した部分の１つ以上の部分が、変動するデータに従って画像形成デバイスによって放出されるレーザー線に選択的にさらされてもよい。具体的には、方法は、デジタルフロントエンド（ＤＦＥ）でデータを受け入れることと、この受け入れたデータに従ってトナー画像の上に光沢差のある画像を作成することとを含んでいてもよい。このような方法およびシステムは、オンデマンド型印刷を含め、文字、図形および画像のような素子が、ある印刷物からその次の印刷物へと変化してもよいようなデジタル印刷の一形態である変動するデータ印刷において光沢差のある画像を作成するのに有用である。

具体的には、レーザーによる艶出しシステムは、レーザーによる艶出し素子を備える画像形成デバイスを含む光沢画像作成区画を有する画像製造デバイスを含んでいてもよい。レーザーによる艶出し素子の高出力レーザーは、基材上の印刷した画像の１つ以上の部分を溶融させる構成になっていてもよい。印刷した画像は、マーキング材料から作られていてもよく、画像製造デバイスの画像製造区画によって作られるか、または別個の画像形成デバイスによって製造されるトナー画像またはインク画像であってもよい。レーザーによる艶出し素子によって放射される放射線によって、基材は実質的に影響を受けないままであるが、印刷した画像の表面を変えることによって光沢差のある画像を作成するために、トナー画像またはインク画像の１つ以上の部分は、レーザーによる艶出し素子によって放出される放射線に選択的にさらされる。

画像製造デバイスの光沢画像作成区画は、画像形成デバイス、例えば、特定のパターンで、またはマーキング材料の画像の１つ以上の部分の上にレーザー線を出力するような構成のレーザー素子またはレーザーによる艶出し素子を含んでいてもよい。これにより、例えば、トナー画像の上に異なるレベルの粗さを生じてもよく、したがって、光沢の外観に影響を与えてもよい。光沢作成区画およびレーザーによる艶出し素子は、別個のモジュールであってもよく、または画像製造デバイスの別のモジュールまたは素子の一部として実装されていてもよい。

レーザーによる艶出し素子は、レーザーによる艶出し素子から放出されるレーザーエネルギーの出力が、トナー画像または基材の蒸発または除去を生じるには不十分であるが、トナー画像を溶融させるのに十分であるように構成されていてもよい。例えば、レーザーによる艶出し素子は、出力密度について約１ｋＷ／ｃｍ^２（または１００〜１００００Ｗ／ｃｍ^２の範囲）、エネルギー密度について約１Ｊ／ｃｍ^２（または０．１〜１０Ｊ／ｃｍ^２の範囲）のエネルギー要求を満たすような構成であってもよい。レーザーによる艶出し素子のエネルギー要求は、レーザーエネルギーが固い材料（例えば、石、セラミックなど）のエッチング用途に使用するのに十分なほど強いレーザーによる除去／彫刻技術に典型的に関連するエネルギー要求とは異なる。例えば、レーザーによる除去／彫刻に典型的なレーザーエネルギー要求は、出力密度について１〜１００ＭＷ／ｃｍ^２の範囲、エネルギー密度について１〜１００Ｊ／ｃｍ^２であってもよく、ここで、ＭＷはメガワットである。それに加え、レーザーによる除去／彫刻技術によって、材料の蒸発または除去が起こってもよく、一方、本発明の実施形態によって引き起こされる材料の蒸発または除去が最低限であるか、またはまったく起こらない。レーザーによる艶出し素子は、レーザープリンターのように、電子写真に典型的に使用される低出力レーザー素子のエネルギー要求とは異なるエネルギー要求を有する。高出力レーザー素子を用い、すでに存在する印刷した画像をレーザーによって艶出しすると、印刷した画像の表面粗さが変わり、高解像度および強いコントラストを有する光沢画像が製造される。

図１は、基材１０５と、その上に配置されたマーキング材料の画像１１０とを含む印刷物１００を示す。マーキング材料は、インクまたはトナーであってもよく、画像製造デバイスによって配置され、基材１０５の上にマーキング材料の画像１１０を作成してもよい。マーキング材料の画像１１０は、画像製造デバイス（例えば、ゼログラフィー式印刷システム）のマーキングデバイスによって、基材１０５の上に作成されてもよく、マーキング材料の画像１１０を構成するトナー画像を作成するために用いられてもよい。この代わりに、インクジェット印刷システムを使用し、マーキング材料の画像１１０を構成するインク画像を作成してもよい。基材１０５は、可撓性であってもよく（例えば、紙、透明物質など）、および／または包装に適していてもよい。

マーキング材料の画像１１０は、所定量の埋め込まれた染料または埋め込まれた顔料を含む、特定の厚み（例えば、５ミクロン）の膜であってもよい。染料または顔料は、レーザーエネルギーを吸収することができてもよく、それによって、マーキング材料の画像１１０のマーキング材料が溶融する温度まで加熱されてもよい。基材１０５は、マーキング材料の画像１１０から熱エネルギーを抜き出すヒートシンクとして機能してもよい。印刷物１００は、レーザーによる艶出しの後に、例えば、４８５号明細書に示されるように冷却区画によって冷却されてもよい。

レーザーによる艶出しの前に、マーキング材料の画像１１０は、均一な光沢を有していてもよい。図１に示されるマーキング材料の画像１１０は、画像１１０の表面全体にわたって、目で見える規模でほぼ平坦であり、均一である。写真用途または印刷用途では、例えば、消費者にとって望ましい共通の仕上げは、艶出し仕上げおよびマット仕上げであり、これらは両方とも画像１１０の均一な表面によって作られる。印刷した画像の表面プロフィールは、レーザーによる艶出しによって変えられ、光沢差の効果が作られてもよい。一般的に、光沢差とは、他の画像部分よりも光沢が大きい画像部分のコントラストを与えることによって達成され得る艶出し仕上げを指す。例えば、粗さが大きい表面は、典型的には、光沢は小さいだろう。画像状の様式になるように表面粗さを調整することによって、特徴的な光沢コントラストを有する画像を作成することができる。

上に開示したような高出力レーザーを用いるレーザーによる艶出しシステムは、マーキング材料の特定の画像領域をレーザーによって艶出しするのに効果的ではないことがわかっている。関連技術の固体インクの印刷物は、例えば、ＩＲ範囲の波長を有する光を十分に吸収することができないため、ＩＲ光を放出するレーザー撮像装置によって、レーザーによって有効に艶出しすることができないことがわかっている。

マーキング材料を高温（例えば、印刷した画像を作成するときにマーキング材料を溶融させるために用いられる温度）にさらすことによって、ホットメルト樹脂（例えばトナー）またはホットメルトインクを用いて作られたマーキング材料の画像を再び溶融させてもよい。例えば、レーザーによる艶出しシステムに画像をさらすことによって、マーキング材料の画像を再び加熱してもよい。レーザーによる艶出しシステムの画像形成デバイスの高出力レーザーは、短期間（例えば、約１０マイクロ秒〜約１ミリ秒）に、マーキング材料の画像の一部分を局所的に加熱するためにレーザーパルスを放出するような構成であってもよい。加熱した部分の小さな領域が、吸収素子、例えば、レーザーによる艶出し素子によって放出される光の波長に対応する波長を有する光を吸収するマーキング材料の画像の一部分を含む個々のトナーまたは顔料粒子によって光エネルギーを吸収する。レーザーによる艶出しプロセスの間にレーザーにさらされたマーキング材料の画像をその後冷却してもよい。

上述のように、印刷したマーキング材料の画像に対し、レーザーによる艶出しを行うと、画像表面に、元々の画像表面（すなわち、典型的な画像の融合、硬化および／または固化プロセスによって作られた画像表面）とは異なる粗さの特徴が発生し、このことは、ゆっくりとした均一な加熱および冷却および／加熱中に接触圧を加えることに依存して変わることが多い。得られた特徴的な粗さの特徴によって、高コントラストの光沢（すなわち、光沢差）を生じる。マーキング材料は、マーキング材料が特定の基準を満足することを確保することによって、有効にレーザーによって艶出しされるような構成であってもよい。

具体的には、レーザーによって艶出しされた印刷画像を作成するために用いられるマーキング材料樹脂（トナー）またはバインダー（インク）は、融点が低くなければならない。好ましくは、マーキング材料は、５００℃未満の温度で溶融する。さらに好ましくは、マーキング材料は、２５０℃未満の温度で溶融する。マーキング材料は、好ましくは、このような温度でマーキング材料の溶融を促進する熱可塑性プラスチック、ワックスなどから作られてもよい。

インクまたはトナーは、レーザーによる艶出し素子によって放出されるレーザー線に対応する光の波長でレーザーエネルギーまたは電磁放射線を効果的に吸収することができる１つ以上の素子によって作られるべきである。マーキング材料のレーザーエネルギーまたは光吸収素子は、マーキング材料の着色剤を含んでいてもよい。この代わりに、またはこれと組み合わせて、着色剤以外のマーキング材料の素子を、レーザー出力を、吸収素子を構築するように構成してもよく、または選択してもよい。吸収素子は、画像を形成する可視光の色を付与する着色剤を含んでいてもよい。この代わりに、吸収素子は、ＩＲ範囲の光を吸収するが、可視光範囲の光にさらされたときに透明であるような着色剤を含んでいてもよい。

レーザーエネルギー吸収素子の強度は、好ましくは、マーキング材料の画像に、０．５ミクロン未満〜約１０ミクロンの減衰長または吸収長のレーザー光を提供するのに十分な強度である。レーザーエネルギー吸収素子の強度は、画像を形成するマーキング材料中のレーザーエネルギー吸収素子の濃度を０．２％〜１０％に調整することによって調整されてもよい。好ましくは、マーキング材料中のレーザーエネルギー吸収素子の分布は、約１マイクロメートルの長さスケールに沿って濃度変動を有し、顆粒状である。これにより、不均一に局所的に加熱することができるだろう。レーザー出力吸収素子は、例えば、顔料または染料であってもよい。好ましくは、レーザー出力吸収素子は顔料である。

レーザーによる艶出しに適した白黒インクまたはトナーマーキング材料は、好ましくは、黒色の顔料または染料を含んでいてもよい。この黒色の顔料または染料は、マーキング材料で作られる印刷した画像のレーザーによる艶出しに用いられるレーザー素子によって放出された光の周波数または周波数範囲に対応する周波数または周波数範囲を有するように選択されてもよい。一例として、カーボンブラックは、吸収波長帯が広く、低コストなため、好ましい顔料である。代替的な実施形態では、別個のレーザー吸収素子をインクまたはトナーに加え、レーザー吸収を可能にしてもよく、またはレーザー吸収を高めてもよい。

レーザーによる艶出しに適したカラーマーキング材料システムは、レーザーによる艶出しに適合するカラーインクまたはトナーを含んでいてもよい。例えば、画像形成デバイスのレーザー素子が、可視光範囲にあるレーザー光を使用するように構成されている場合、レーザー光と補完的な関係にある色を有するインクと、黒色のインクが、レーザー光を吸収するのに適切に用いられてもよい。画像形成デバイスのレーザー素子が、ＩＲ範囲にあるレーザー光を使用するように構成されている場合、着色した染料または顔料の１つ以上が、対応する色の光を強力に吸収するように構成されてもよく、または選択されてもよい。好ましくは、光吸収素子を構成する着色剤は、黒色であり、黒色は、おそらく可視光の「色」の純度を維持しつつ、望ましいＩＲ吸収を示すと思われる。好ましくは、カーボンブラックは、レーザー出力または光を吸収する素子として選択される。

ＩＲ光を放出するように構成されたレーザー素子を用い、レーザーによる艶出しをするように構成されたマーキング材料の一実施形態では、別個のＩＲ吸収剤をカラーインクまたはトナーに加えてもよい。レーザーによる艶出しをするように構成されたマーキング材料の一例として、ＩＲ吸収剤は、可視光範囲で透明であり、レーザーエネルギーを吸収する機能がある。少量のＩＲ吸収剤（例えば、０．１〜０．３％）を使用してもよい。例示的な実施形態では、マーキング材料は、ＩＲ吸収性のＡＤＳ１０６５を含む。

他の適切なＩＲ吸収性顔料としては、六ホウ化ランタン（ＬａＢ_６）ナノ粒子、タングステンブロンズ（Ｍ_ｘＷＯ_３）ナノ粒子が挙げられる。適切なＩＲ吸収性の染料としては、日本化薬株式会社製のＫａｙａｓｏｒｂ−ＩＲＧ−０２２、ＨＷｓａｎｄｓ製のＳＤＡ９８００、日本カーリット株式会社製のＩＲ−１８０ｘが挙げられる。ＩＲレーザーによる艶出し素子と、電磁スペクトルの可視光範囲で透明であるＩＲ吸収剤、または可視光に対して透明である（約３８０ｎｍ〜約７４０ｎｍの波長を有する光を含む）ＩＲ吸収剤の組み合わせは、レーザーによる艶出しに適切な印刷領域（色）の範囲を拡張することについて顕著な利点を与える。この手法によって、ほぼすべての印刷領域が、元々の印刷物の色品質を犠牲にすることなく、レーザーによる艶出しを適切なものにすることができる。可視光でほとんどが透明でありつつ、ＩＲレーザーの吸収について調整した顔料または染料を１つ以上のトナーまたはインクとブレンドし、レーザーによる艶出しに適したマーキング材料を作成してもよい。上の実施形態は、最も広い範囲のレーザーによる艶出しに適合する色を有利に実現するのに適している。１つ以上のトナーまたはインクは、着色したインク、ＵＶによって着色するインク、ラテックスインク、他の種類のインクおよびトナーを含んでいてもよい。実施形態のマーキング材料は、望ましい波長の光を吸収する顔料または染料のような素子と、トナーまたはインクとをブレンドすることによって作られてもよい。

固体インクジェット印刷は、着色したインクと、黒色顔料としてカーボンブラックとを用いて作成された。高出力ＩＲレーザーを用い、印刷物に対し、レーザーによる艶出しを行った。黒色インクで覆われる部分を含む、印刷物を形成するマーキング材料の画像の一部分で、印刷物をレーザーによって艶出しした。レーザーによる艶出しを可能にするために、２０％程度の少ない部分しか黒色インクで覆われていないことが効果的であることがわかっている。マーキング材料の画像のうち、レーザーによって艶出しした部分は、純粋な黒色で覆われている必要はなく、その代わりに、ある程度の最小量の着色した黒色を含んでいてもよく、同様に他の色と混ざっていてもよい。

図２は、レーザーによる艶出しシステムと、一実施形態の光吸収素子を含むマーキング材料で作られたマーキング材料の画像を含む印刷物を示す。具体的に、図２は、レーザーによる艶出しシステム２００を示す。レーザーによる艶出しシステム２００は、印刷物を高出力レーザー光にさらすように構成される画像形成デバイスを含む。印刷物は、基材２０５と、その上に作成されたマーキング材料の画像２１１とを含む。マーキング材料の画像２１１は、インクまたはトナーから作られていてもよい。マーキング材料は、有利には、レーザー線２２０にさらされている間にエネルギーを吸収した後、溶融するような構成であってもよい。

図２に示される画像形成デバイスは、レーザー素子２５０を備えている。レーザー素子２５０を用い、マーキング材料の画像２１１にレーザーエネルギーを加えてもよい。レーザーエネルギーを短時間加えてもよく、インクまたはトナー画像のうち、さらされた部分を溶融させるのに十分に高い出力を有するエネルギーであってもよい。レーザーによる艶出しの場合、レーザーの光／線を小さな点の大きさでトナー／インク表面全体について走査する。それぞれの点がさらされる時間は非常に短い。例えば、解像度６００ｄｐｉで、１ｍ／ｓの速度で基材を動かしてレーザーによる艶出し素子にさらされる線の場合（固定されたレーザーパターンの集中的な線をレーザーによる艶出し素子によって作成する）、さらされる時間は、約４０マイクロ秒である。このような短時間に伝えられるエネルギーは、吸収剤の付近に集中し、局所的な温度をすばやく上げる。これにより、マーキング材料の画像２１１の表面が瞬時に溶融し、表面構造が再配置されてもよい。溶融してからすぐに、局所的に加熱した領域から周囲の領域（例えば、基剤、空気など）へと熱が拡散するにつれて、画像表面が再び固化し、改変された表面の質感が維持される。これによって、マーキング材料の画像２１１の表面が粗くなる場合がある。例えば、黒色の印刷片は、レーザーによる艶出しの前は、実質的に均一な光沢を有していてもよい。この黒色片の所定の領域にレーザー素子を適用する場合、レーザーにさらされた領域のインクは、溶融するため粗くなるだろう。レーザーに由来する吸収可能な電磁放射線にさらされていない黒色片の領域は、元々の光沢のままであろう。レーザー素子２５０からのレーザーを適用した結果、元々の印刷した画像の上部に光沢差を有していることを見ることができる画像が存在していてもよい。元々の画像の上部にある画像は、その下にある元々の画像とは独立していてもよく、レーザー素子２５０からのレーザーパターンを変えることによって調整されてもよい。基材２０５は、レーザー素子２５０からのレーザーによって引き起こされる影響が最低限であるか、またはまったくなく、実質的に同じままであってもよい。

いくつかの実施形態の場合、ある光線およびｘ−ｙ表の組み合わせを用い、レーザー素子を適用してもよい。ある他の実施形態の場合、レーザーにさらされる線は、ある方向に向かって作られてもよく、一方、基材２０５を異なる方向に（例えば、垂直な方向に）動かしてもよい。

いくつかの実施形態の場合、レーザー素子２５０からのレーザーエネルギーの出力は、マーキング材料２１１を溶融させるのに十分な出力であってもよいが、画像２１１または基材２０５を除去または蒸発させるのに十分ではなくてもよい。例えば、エネルギー要求は、出力密度について約１ｋＷ／ｃｍ^２（１００〜１００００Ｗ／ｃｍ^２）であり、エネルギー密度について約１Ｊ／ｃｍ^２（０．１〜１０Ｊ／ｃｍ^２）であってもよい。この値は、レーザーエネルギーが固い材料（例えば、石、セラミックなど）のエッチング用途に使用するのに十分なほど強いレーザーによる除去／彫刻技術に典型的に関連するエネルギー要求とは異なる。例えば、レーザーによる除去／彫刻に典型的なレーザーエネルギー要求は、出力密度について１〜１００ＭＷ／ｃｍ^２の範囲、エネルギー密度について１〜１００Ｊ／ｃｍ^２であってもよく、ここで、ＭＷはメガワットである。それに加え、レーザーによる除去／彫刻技術によって、材料の蒸発または除去が起こってもよく、一方、本発明の実施形態によって引き起こされる材料の蒸発または除去が最低限であるか、またはまったく起こらない。

レーザーエネルギーは、レーザーによる除去／彫刻で使用されるレーザーエネルギーほど強くなくてもよい。マーキング材料は、均質でなくてもよく、その場合、内部になんらかの応力が存在してもよい。この材料を加熱するにつれて、内部の応力が緩和され、ある程度表面が粗くなるだろう。その逆が起こることも可能であり、ある程度表面に粗さがあってもよいため、加熱によって、表面張力の作用によって平坦化してもよい。加熱は不均一であってもよく、吸収素子が配置されている場所によって変わってもよいことを注記しておくべきであろう。このことは、光吸収剤の「顆粒状の」（微視的に不均一な）分布によって生じるだろう。この微視的な規模で不均一な局所的な加熱によって、レーザー加熱によって誘発される表面構造がさらに促進されるだろう。例えば、近赤外（ＩＲ）レーザー光は、有利なことに黒色顔料によって吸収され、画像形成デバイス（例えば、レーザー素子２５０）からの放射線にさらされると、溶融を示す。さらなる例として、レーザー素子２５０を使用し、異なる波長の放射線（例えば、「青色」レーザー光）にマーキング材料をさらすと、赤色の顔料がほとんどのエネルギーを吸収してもよく、赤色顔料が多い領域で、もっと粗さが増すだろう。

マーキング材料の画像２１１は、インクまたはトナーを含んでいてもよい。インクまたはトナーは、樹脂またはバインダーと、着色剤とを含んでいてもよい。着色剤は、顔料および／または染料を含んでいてもよい。異なる樹脂、バインダー、着色剤は、特定の対応する反射および吸収のパターンを有する。図２に示されるマーキング材料２１１は、光エネルギーを吸収するための少なくとも１種類の吸収素子２６０を含む。画像２１１のマーキング材料の吸収素子２６０は、レーザー素子２５０から放出されるレーザーにさらされるとマーキング材料を溶融させるような特定の吸収特性に従って選択される。例えば、画像２１１のマーキング材料は、有利なことに、レーザー素子２５０によって放出されるレーザー光の波長または波長範囲に対応するか、またはこの範囲に入る波長を有する光を吸収する顔料または染料を含み、吸収素子２６０を構築するような、レーザーによる艶出しに適合する白黒のトナーまたはインクを含んでいてもよい。画像２１１のマーキング材料は、１つ以上のカラーインクまたはトナー、吸収素子２６０を構成し得る１つ以上の色を付与する１つ以上の顔料を含んでいてもよい。

レーザー素子２５０が、マーキング材料の画像２１１の一部分に可視光を放射し、レーザーによって艶出しするような構成である場合、一実施形態は、インクまたはトナーを含むマーキング材料を含んでいてもよく、ここで、インクまたはトナーはレーザー光に相補的な色を有し、および／または黒色のインクまたはトナーは、レーザー光を吸収すると思われ、そのため、インクまたはトナーにエネルギーを与え、インクまたはトナーが溶融するのに十分な温度まで加熱し、可視光波長のレーザー素子２５０によって放出されるレーザー光にさらされたマーキング材料の画像２１１の表面を変える。

レーザー素子２５０が、マーキング材料の画像２１１の所定の部分に赤外範囲内の光を放射し、レーザーによって艶出しするような構成である場合、一実施形態は、有利なことに、ＩＲレーザー素子２５０によって放出される波長または波長範囲で光を吸収する１つ以上のカラー顔料または染料素子を含むマーキング材料を含んでいてもよい。

好ましい実施形態では、画像２１１のマーキング材料は、黒色の顔料または染料を含む吸収素子２６０を含む。黒色の顔料および染料は、少なくともその吸収波長幅が広く、レーザーによる艶出しに適しつつ、色の純度を維持することができるため、好ましい。好ましい実施形態では、吸収素子２６０は、カーボンブラックを含む。カーボンブラックは、少なくとも低コストなため好ましい。

好ましい実施形態では、画像２１１のマーキング材料中の吸収素子２６０の分布は、「顆粒状」である（微視的に不均一であるか、または約１マイクロメートル程度の長さで平坦ではない）が、巨視的には全体的に均一である。図２で示されるように、マーキング材料中の吸収素子の粒状の分布によって、有利なことに、マーキング材料を、吸収素子２６０によって吸収可能な波長を有するレーザー光にさらすと、平坦ではなく、局所的に加熱することができる。

好ましい実施形態では、マーキング材料は、画像２１１のマーキング材料に対し、約０．５〜１０マイクロメートルの吸収長のレーザー光が付与されるような構成の吸収素子２６０を含む。マーキング材料の吸収長は、マーキング材料中の吸収素子の濃度を変えることによって選択されてもよい。

一実施形態では、画像２１１のマーキング材料は、比較的低い温度で溶融するような構成の樹脂および／またはバインダーを含んでいてもよい。例えば、樹脂またはバインダーは、５００℃未満で溶融してもよい。好ましい実施形態では、樹脂またはバインダーは、２５０℃未満で溶融してもよい。好ましい実施形態では、樹脂またはバインダーは、１５０℃未満で溶融してもよい。樹脂またはバインダーは、好ましくは、熱可塑性プラスチック、ワックスまたは他の適切な材料を含んでいてもよい。

一実施形態では、吸収素子２６０は、マーキング材料の着色剤であってもよい。吸収素子２６０は、顔料および／または染料を含んでいてもよい。好ましい実施形態では、吸収素子２６０は、顔料を含む。吸収素子２６０は、着色剤以外のマーキング材料の素子を含んでいてもよい。吸収素子２６０は、可視光でほとんど透明であるが、ＩＲ光を吸収するように調整された素子を含んでいてもよい。

上に開示した種々の特徴および他の特徴またはこれらの改変物は、望ましくは、多くの他の異なるシステムまたは用途と組み合わせてもよいことを理解されたい。また、種々の現時点で予想されないか、または予期されない代替物、変更物、改変物または改良物は、後に当業者によって作られてもよい。

Claims (16)

1. 印刷した画像の一部分を電磁放射線にさらすように構成された、レーザーによる艶出し素子を用いて光沢差のある画像を作成するためのマーキング材料システムであって、
   前記印刷した画像を作成するためのマーキング材料と、
   前記電磁放射線を吸収するように構成され、マーキング材料の一構成要素である吸収素子と、を備え、
   前記吸収素子は、前記マーキング材料中、０．５〜１０μｍの減衰長を付与するのに十分な濃度で前記マーキング材料中に配置されている、マーキング材料システム。
2. 前記マーキング材料が、樹脂またはバインダーをさらに含み、前記樹脂またはバインダーが、２５０℃未満の温度で溶融する樹脂またはバインダーである、請求項１に記載のシステム。
3. 前記マーキング材料が、樹脂またはバインダーをさらに含み、前記樹脂またはバインダーが、１５０℃未満の温度で溶融する樹脂またはバインダーである、請求項１に記載のシステム。
4. 前記マーキング材料が、熱可塑性プラスチックまたはワックスをさらに含み、前記熱可塑性プラスチックまたはワックスが、２５０℃未満の温度で溶融する熱可塑性プラスチックまたはワックスである、請求項１に記載のシステム。
5. 前記マーキング材料が、少なくとも１つの着色剤素子を含み、前記吸収素子が、少なくとも１つの着色剤素子のうち、少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。
6. 前記吸収素子が顔料をさらに含む、請求項５に記載のシステム。
7. 前記吸収素子が染料をさらに含む、請求項５に記載のシステム。
8. 前記吸収素子がカーボンブラックをさらに含む、請求項５に記載のシステム。
9. 前記レーザーによる艶出し素子がＩＲレーザーを含み、前記吸収素子がＩＲ光吸収性である、請求項１に記載のシステム。
10. 前記ＩＲ光吸収性の吸収素子が、可視光に対して透明である、請求項９に記載のシステム。
11. 前記吸収素子は、前記レーザーによる艶出し素子からの電磁放射線にさらされた時に、前記マーキング材料の一部を不均一に加熱することができるように、前記マーキング材料中に不均一な分布を有している、請求項１に記載のシステム。
12. 前記吸収素子は、前記マーキング材料中に０．１〜５％の濃度で配置されている、請求項１に記載のシステム。
13. 光沢差のある画像を作成するためのマーキング材料システムであって、
    可視光に対して透明であり、ＩＲ光吸収性の吸収素子を有する、印刷した画像を作成するためのマーキング材料と、
    前記吸収素子によって吸収するために、前記印刷した画像の一部をＩＲ光にさらすように構成されたレーザーによる艶出し素子と、を備え、
    前記吸収素子は、前記マーキング材料中、０．５〜１０μｍの減衰長を付与するのに十分な濃度で前記マーキング材料中に配置されている、マーキング材料システム。
14. 前記吸収素子が顔料である、請求項１３に記載のシステム。
15. 前記吸収素子が染料である、請求項１３に記載のシステム。
16. 前記マーキング材料中に粒状の分布を有する前記吸収素子を含む、請求項１３に記載のシステム。

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