PT1810756E - Aparelho para orientar flocos magnéticos - Google Patents

Description

Descrição

Aparelho para orientar flocos magnéticos A presente invenção refere-se genericamente a pigmentos opticamente variáveis, filmes, dispositivos, e as imagens e, mais particularmente, a um aparelho para alinhar ou orientar flocos magnéticos, tais como durante um processo de pintura ou de impressão, para se obter um efeito ilusório óptico.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Dispositivos opticamente variáveis são usados numa ampla variedade de aplicações, tanto decorativas como utilitárias. Opticamente variáveis podem ser feitas numa variedade de formas para se conseguir uma variedade de efeitos. Exemplos de dispositivos opticamente variáveis incluem os hologramas impressos em cartões de crédito e documentação de software autêntico, cor de mudança de imagens impressas em notas, e melhorar a aparência da superfície de itens como capacetes da motocicleta e tampas de rodas. Variáveis opticas podem ser feitas como película ou folha que é pressionada, estampada, colada, ou de outro modo ligada a um objeto, e pode também ser feita usando pigmentos opticamente variáveis. Um tipo de pigmento opticamente variável é comummente chamado de pigmento que muda de cor, porque a cor aparente de imagens apropriadamente impressas com esses pigmentos mudam conforme o ângulo de visão e/ou iluminação é inclinado. Um exemplo comum é o "20" impresso com pigmento que muda de cor no canto inferior direito de um USA nota de vinte dólares, que serve como um dispositivo anti falsificação.

Alguns dispositivos anti falsificação são encobertos, enquanto outros se destinam a ser notados. Infelizmente, alguns dispositivos são opticamente variáveis, porque se destinam a ser notados não são amplamente conhecidos, porque o aspecto opticamente variável do dispositivo não é suficientemente dramática. Por exemplo, a mudança de cor de uma imagem impressa com mudança de cor o pigmento não se pode observar sob as luzes uniformes de teto fluorescente, mas são mais percetíveis na luz solar direta ou sob a iluminação de um único ponto. Isto pode tornar-se mais fácil para um falsificador de passar notas falsas sem o elemento opticamente variável porque o destinatário pode não estar ciente do elemento opticamente variável, ou porque a nota falsa pode parecer substancialmente semelhante à nota autêntica sob certas condições.

Opticas variáveis podem também ser feitas com pigmentos magnéticos que estão alinhados com um campo magnético após a aplicação do pigmento (normalmente num veículo tal como num veículo de tinta ou num veículo de tinta) para uma superfície. No entanto, a pintura com pigmentos magnéticos tem sido utilizada principalmente para fins decorativos. Por exemplo, a utilização de pigmentos magnéticos tem sido descrita para a produção de rodas de cobertura pintadas com um elemento decorativo que aparece como uma forma tridimensional. Um padrão foi formado sobre o produto pintado por aplicação de um campo magnético para o produto, enquanto a forma de tinta estava ainda no estado líquido. 0 meio de pintura tinha dispersado partículas não esféricas magnéticas, comumente referidas como flocos, que estão alinhadas ao longo das linhas do campo magnético. 0 campo tem duas regiões. A primeira região continha linhas de uma força magnética que foram orientadas paralelamente à superfície e dispostas em forma de um padrão desejado. A segunda região continha linhas que eram não paralelas à superfície do produto pintado e dispostas em torno do padrão. Para formar o padrão, imanes permanentes ou eletroimanes com a forma correspondente à forma do padrão desejado foram localizados por baixo do produto pintado para orientar no campo magnético partículas magnéticas não-esféricas dispersas na tinta, enquanto a tinta ainda estava molhada. Quando a tinta seca, o padrão era visível na superfície do produto pintado como o incidente raios de luz sobre a camada de tinta foram influenciados de forma diferente por as partículas magnéticas orientadas.

De modo semelhante, foi descrito um processo para a produção de um padrão de flocos de partículas magnéticas em matriz de polímero fluorado. Depois do revestimento de um produto com uma composição em forma líquida, um íman com a forma desejável foi colocado no lado inferior do substrato. Flocos magnéticos dispersos num meio orgânico líquido orientam-se paralelamente às linhas do campo magnético, a inclinação em relação à orientação planar inicial. Esta inclinação variou entre perpendicular à superfície de um substrato para a orientação original, que inclui flocos, essencialmente, paralela à superfície do produto. Os flocos planares orientados refletem a luz incidente para trás do espectador, enquanto os flocos não reorientados, proporcionam a aparência de um padrão tridimensional no revestimento.

Embora estas abordagens descrevem métodos e aparelhos para a formação tridimensional como imagens em camadas de tinta, eles não são adequados para a impressão de processos de alta velocidade porque são essencialmente processos descontínuos. A patente US 3873975 de Miklos et al emitida em 25 de Março de 1975 revela um sistema magnético para a autenticação e interrogatório de documentos de segurança tais como cartões de crédito, passagens aéreas etc., que utilizam a gravação magnética de padrões de segurança num meio de gravação tendo magneticamente detetável e permanente o padrão de informação fixo. Um meio tal de gravação é preparado proporcionando uma folha que tem um suporte não magnético e uma camada nele incorporado com particulas magnetizáveis magneticamente anisotrópicas que são temporariamente livres para rodar. As particulas magnetizáveis em locais seleccionados na camada são magneticamente alinhados para formar um padrão de informação fixa, tal como um carácter alfamérico, fazendo passar a folha adjacente num cilindro rotativo. 0 cilindro tem uma pluralidade de pequenos imanes permanentes montados sobre uma superfície externa não-magnética do cilindro num padrão correspondente ao padrão de informação fixa e tem os imanes orientados para proporcionar campos magnéticos substancialmente unidirecionais na camada quando adjacente a este. 0 cilindro é rodado enquanto a folha é passada adjacente ao mesmo para aplicar os campos magnéticos na camada de alinhar fisicamente as particulas magnetizáveis nos locais seleccionados para implantar o padrão de informação fixa na camada. Os padrões impressos formam um recurso de segurança que podem ser magneticamente lidos para a autenticação de documentos. 0 aparelho divulgado por Miklos et al, embora aparentemente permitindo uma impressão magnética continua de padrões de segurança pré-determinados bidimensionais ao orientar as particulas magnéticas num suporte de gravação, tem certas desvantagens.

Em primeiro lugar, o dispositivo de Miklos pode magneticamente imprimir apenas substancialmente padrões bidimensionais que copiam disposições geométricas dos magnetos montados no cilindro, cada iman essencialmente proporciona um "ponto" no padrão impresso na camada magnética. Seria muito difícil, se possível para usar esta tecnologia para fornecer arranjos pré-determinados substancialmente tridimensional (3D) ou complexos de flocos magnéticos que são necessários para fornecer imagens opticas com efeitos ópticos variáveis ou ilusórios, como objectos de rolamento e imagens com ilusão de profundidade.

Em segundo lugar, no dispositivo de Miklos et al os imanes estão montados na superfície externa do cilindro, e, por conseguinte, estão a projetar-se a partir daí. Isto pode ser altamente desvantajoso na impressão de contacto, quando o cilindro está em contacto, eventualmente, sob uma certa pressão, com a folha após o que a camada magnética é descartada.

Em terceiro lugar, uma vez que no dispositivo de Miklos os imanes são fixamente ligados à superfície do cilindro, não pode ser usado para formar assim imagens que podem ser produzidos por fiação de imanes, como descrito no pedido de patente US 11/278,600 depositada em Abril 4, 2006.

Patente europeia EP 1493590 descreve um método e meios para a produção de um desenho magneticamente induzida nos revestimentos que contenham partículas magnéticas que também utilizam um cilindro rotativo para orientar as partículas magnéticas em padrões pré-determinados. O dispositivo compreende um corpo de um material magnético permanente compósito tendo pelo menos uma superfície plana ou curva gravada com o padrão correspondente ao modelo de indícios desejável. O material magnético é magnetizado na direcção perpendicular à superfície. Irregularidades na superfície, feitos com uma gravura, produzem mudanças na direcção e força do campo magnético resultante. Estas alterações causam diferentes alinhamentos das partículas magnéticas em diferentes partes da tinta húmida que tornam possível a formação de uma imagem com uma forma que corresponde com a forma da gravura. 0 dispositivo pode ser uma placa flexível permanentemente magnetizada montada sobre um cilindro rotativo de uma máquina de impressão, com a superfície gravada tendo irregularidades na superfície em forma das marcas localizadas na superfície exterior do cilindro. A abordagem da EP 1493590 tem no entanto algumas limitações. Os passos necessários para produzir as gravações no material magnético permanente podem ser complicados; Além disso, a impressão com as superfícies gravadas é geralmente dirigida para reproduzir as marcas gravadas ou desenhadas, e é limitado em termos de efeitos ópticos que podem produzir. Por exemplo, os inventores da presente invenção descobriram que, quando a impressão de acordo com os ensinamentos da EP 1493590 usando tintas opticamente variáveis, um efeito de mudança de cor muito baixa resultou. Uma cor-deslocamento afeta tem a melhor aparência, isto é, grandes viagens de cor e valor croma elevado, quando as partículas que fornecem o efeito são paralelas ou quase paralelo à superfície do substrato, o que é difícil de conseguir utilizando o dispositivo da EP 1 493590. Em US2004/051297 Al, um método e um aparelho para orientar flocos magnéticos são divulgados. Propõe-se o alinhamento de flocos magnéticos num transportador para criar imagens opticamente variáveis. Num exemplo, isto é conseguido por conjuntos magnéticos que estão ligados a um rolo com parafusos.

Por conseguinte, é desejável proporcionar um aparelho para uma alta velocidade em linha de impressão e de pintura que reorienta flocos de pigmento magnéticos nos padrões substancialmente 3D pré-determinados para fornecer efeitos ópticos ilusórios e/ou variáveis, e que não envolvem a utilização de superficies de impressão com imãs salientes. É também desejável proporcionar um rolo que pode rodar para uma impressão em linha de alta velocidade que pode ser facilmente montado e desmontado para formar várias combinações de imagens ópticas e efeitos ópticos variáveis ou ilusórios.

Constitui um outro objeto da presente invenção proporcionar um aparelho para impressão em linha continua que utiliza imãs de fiação para orientar flocos magnéticos em padrões predeterminados substancialmente 3D para fornecer imagens ópticas com a ilusão de profundidade.

Também é desejável um rolo rotativo para uma impressão em linha de alta velocidade, que pode ser montado e desmontado facilmente para formar várias combinações de imagens ópticas e efeitos ópticos variáveis ou ilusórios. É um outro objetivo da presente invenção proporcionar um aparelho para a impressão em linha continua que utiliza fiação de imanes para orientar flocos magnéticos nos padrões substancialmente 3D pré-determinados para fornecer imagens ópticas com a ilusão de profundidade.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

De acordo com a invenção, estes objectos são conseguidos por um aparelho tal como definido na reivindicação 1. As reivindicações dependentes definem preferências e vantagens do invento.

De acordo com a invenção, é proporcionado um aparelho para orientar flocos magnéticos num transportador fluido impresso sobre um substrato num processo de impressão, o aparelho que compreende um rolo rotativo para o posicionamento com uma superfície externa próxima ao substrato, o referido rolo que compreende um ou mais porções magnetizadas para a criação de um campo magnético de uma configuração pré-determinada que emana a partir da superfície exterior do rolo para o substrato para orientar os flocos magnéticos num padrão selecionado, em que a superfície externa do rolo rotativo é substancialmente uniforme para proporcionar um contacto substancialmente uniforme com o substrato ao longo da superfície exterior do rolo rotativo durante o processo de impressão linear.

De acordo com uma forma de realização da invenção, o rolo rotativo compreende uma pluralidade de porções magnetizadas separadas por porções não magnetizadas ou diferentes do rolo para criar campos magnéticos de configurações pré-determinadas que emanam para o substrato para providenciar os flocos magnéticos sobre o substrato em padrões predeterminados na formação de uma imagem e/ou um efeito óptico ilusório.

De acordo com uma forma de realização da invenção, o rolo rotativo compreende um corpo cilíndrico envolvido por uma folha flexível de um material magnético que é seletivamente magnetizado para proporcionar as porções magnetizadas do rolo.

De acordo com outra forma de realização da presente invenção, o rolo rotativo compreende um corpo cilíndrico de material não magnético, que tem uma ou mais cavidades formadas no seu interior, e um ou mais magnetos permanentes posicionados na dita ou mais cavidades para formar um ou mais porções magnetizadas do rolo, ou um ou mars magnetos permanentes em forma para criar o campo magnético da configuração pré-determinada.

De acordo com outra forma de realização desta invenção, o rolo rotativo compreende uma pluralidade de secções de rolos lado a lado destacavelmente posicionado para formar um corpo cilíndrico do rolo, em que cada secção de rolos compreende um ou mais porções magnetizadas para a criação de um campo magnético de uma configuração pré-determinada que emana a partir da superfície exterior do rolo para o substrato para orientar os flocos magnéticos num padrão selecionado; a superfície exterior do cilindro é substancialmente uniforme até mesmo para proporcionar um contacto substancialmente com o substrato ao longo da superfície exterior do rolo durante o processo de impressão linear; as secções de rolos são intercambiáveis para formar diferentes combinações dos padrões de flocos magnéticos sobre o substrato. As porções magnetizadas podem ser formadas por um ou mars magnetos permanentes posicionados nas cavidades formadas no interior das secções de rolos, cada um dos magnetes para proporcionar uma configuração pré-determinada do campo magnético na e sobre o substrato que possui flocos magnéticos dispersos.

De acordo com uma forma de realização da invenção, um ou mais cavidades são moldadas para segurar fixamente um ou mais magnetos permanentes nivelados com a superfície exterior do corpo cilíndrico.

De acordo com uma forma de realização da invenção, um ou mars magnetos compreendem um primeiro magneto que é um recesso em relação a uma superfície exterior do corpo cilíndrico do rolo.

De acordo com outra forma de realização da presente invenção, um ou mars magnetos permanentes compreendem um primeiro magneto que é rotativamente posicionado no interior de uma das cavidades, e um meio para girar o primeiro íman interior da cavidade durante o processo de impressão para proporcionar uma ilusão de profundidade para a imagem formada pelo primeiro magneto sobre o substrato no processo de impressão linear.

De acordo com uma forma de realização da invenção, as secções de rolos estão montados rotativamente sobre o eixo com um rolamento, e o aparelho compreende ainda um primeiro meio de engrenagem para a rotação do corpo cilíndrico do rolo em torno do eixo, e uma segunda engrenagem de meios de acoplamento do primeiro magneto com o eixo para girar o primeiro íman em torno de um eixo perpendicular à superfície exterior do rolo quando o rolo é rodado em torno do eixo.

Numa implementação da presente realização, a cavidade em que o primeiro íman está rotativamente posicionado estende-se radialmente formando uma passagem a partir do eixo para a superfície exterior da primeira secção, compreendendo ainda um aparelho e um veio rotativo posicionado no interior da passagem, o eixo que tem uma extremidade exterior é ligado num dos imanes permanentes, a uma extremidade interior, uma engrenagem de meios de acoplamento em rotação do eixo com o eixo de girar a um dos imanes permanentes quando a secção é rodada em torno do eixo, e um dos meios de engrenagem para a rotação do corpo cilíndrico do rolo em torno do eixo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A invenção será descrita em maior detalhe com referência aos desenhos anexos que representam formas de realização preferidas da mesma, em que: FIG. la é um diagrama simplificado que mostra uma vista lateral de um aparelho de impressão linear que incorpora um cilindro magnético de acordo com uma forma de realização da presente invenção; FIG. lb é uma perspetiva simplificada de um exemplo comparativo de um rolo magnético com conjuntos magnéticos para utilização no aparelho ilustrado na Fig.la; FIG. 2a é uma vista em perspetiva simplificada de um rolo magnético incorporando imãs permanentes; FIG. 2b é uma vista em perspetiva simplificada de uma porção do rolo mostrado na Fig. 2a com um íman incorporado que tem uma superfície exterior em forma de estrela; FIG. 2c é uma vista lateral simplificada do conjunto magnético para impressão de imagens tridimensionais ilusórias de acordo com uma forma de realização da presente invenção; FIG. 2d é uma vista lateral simplificada de um íman para a impressão de imagens tridimensionais ilusórias de acordo com outra forma de realização da presente invenção;

Fig. 3 é uma vista em perspetiva simplificada de um exemplo comparativo de um rolo possuindo um invólucro exterior seletivamente magnetizado; FIG. 4a é uma secção transversal simplificada de uma imagem impressa que será referida como um "chinelo de dedo"; FIG. 4b é uma secção transversal simplificada de uma imagem impressa "rolamento de bar" com uma ilusão de profundidade; FIG. 4C é um diagrama do campo magnético a partir da folha magnetizada tendo uma orientação de dois polos; FIG. 5a é uma vista lateral em corte transversal de uma secção de cilindro que incorpora magnetos estáticos de acordo com uma forma de realização da presente invenção; FIG. 5b é uma vista em perspetiva da secção do rolo ilustrado na Fig. 5a; FIG. 5c é um diagrama simplificado mostrando o conjunto do cilindro seccionado; FIG. 6a é uma vista lateral em corte transversal de uma secção do rolo de fiação incorporando imanes de acordo com uma forma de realização da presente invenção; FIG. 6b é uma vista em perspetiva da secção do rolo ilustrado na Fig. 6a; FIG. 7a é uma vista em perspetiva que ilustra esquematicamente um rolo seccionado e parcialmente montado com fiação imãs; FIG. 7b é uma vista em perspetiva que ilustra esquematicamente um cilindro seccionado totalmente montada com imanes de fiação; FIG. 8a é um desenho que ilustra o alinhamento em forma de hemisfério axial-simétrico de partículas maqnéticas dispersas numa fina camada de tinta impressa sobre um substrato; FIG. 8b é uma vista em perspetiva de um mesmo iman de fiação em três ângulos de rotação depois do seu iman ter concluído uma única revolução em torno do eixo vertical, com uma tinta de folha que tem aplicado flocos dispostos no campo em forma de cúpula;

As Figs. 8c e 8d são fotografias das impressões com o alinhamento em forma de hemisfério; FIG. 9a é uma vista em perspetiva que ilustra esquematicamente um cilindro seccionado e parcialmente montado com magnetos de anel que rodeiam continuamente o rolo; FIG. 9b é uma vista em perspetiva que ilustra esquematicamente um corpo totalmente montado de um cilindro seccionado com magnetos de anel que rodeiam continuamente o rolo; FIG. 10 é um diagrama simplificado que ilustra a impressão de imagens continuas que se estendem ao longo do substrato num aparelho de impressão linear de acordo com uma forma de realização da presente invenção, usando o rolo mostrado na Fig. 8a; FIG. 11a é uma vista em perspetiva simplificada de um rolo de imanes contínuos em toda a sua superfície de trabalho; FIG. 11b é uma vista lateral simplificada do rolo que se mostra na Fig. 10a; FIG. 12 é um diagrama simplificado que ilustra a impressão de imagens continuas que se estendem ao longo do substrato num aparelho de impressão linear de acordo com uma forma de realização da presente invenção, usando o rolo mostrado na Fig. 10-a.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Exemplos de formas de realização do aparelho do presente invento para orientar os flocos magnéticos numa tinta, a tinta ou outro veiculo fluido impresso sobre um substrato num processo contínuo linear irá agora ser descrito, em primeiro lugar com referência às Figs, la-lc. A Fig. la é uma vista lateral simplificada esquemática de uma porção de um aparelho de impressão 200 de acordo com uma forma de realização da presente invenção. Uma parte importante do aparelho da presente invenção é um rolo magnético, o qual é aqui entendido como um rolo que tem porções magnetizadas e porções não magnetizadas ou diferentes magnetizados. O termo "porções magnetizadas" em relação ao rolo da presente invenção é aqui utilizada para significar um íman permanente embutido no rolo, ou uma região magnetizada seletivamente do rolo adjacente à sua superfície, ou uma sua porção, alternativamente, formada de um rolo que tem uma magnetização pré-determinada diferente da magnetização que rodeia as áreas do rolo, de modo a formar um perfil do campo magnético que emana a partir do rolo pré-determinado.

No dispositivo de impressão representado na fig. la, o rolo magnético do presente invento é concretizado como um rolo de impressão 210. A dita impressão do rolo 210 inclui imanes 202, 204, 206, 208, os quais estão localizados no interior do cilindro de impressão 210, formando as porções magnetizadas do rolo dispostas num teste padrão que se correlaciona com uma imagem impressa 220. Um substrato 212, tal como uma folha continua de papel, película plástica, ou laminado, move-se entre um cilindro de impressão 214 e o rolo de impressão a alta velocidade 210. O cilindro de impressão 214 ocupa uma camada relativamente espessa 213 de tinta líquida ou de tinta 215 a partir de um contentor da fonte 216; a tinta líquida ou tinta 215 contém pigmentos semelhantes a plaquetas, magnéticas ou de flocos, por exemplo como descrito na Patente dos Estados Unidos 6808806, ou nos pedidos de patente dos Estados Unidos números de série 20040051297, 20040166308, 20050123755, 20060194040. O termo "pigmento magnético" é usado para significar um pigmento que vai alinhar num campo magnético. Por conveniência de discussão, os termos "impressão" ou "impresso" serão geralmente utilizados para descrever a aplicação de pigmentos num transportador para uma superfície, que pode incluir outras técnicas, incluindo técnicas de outros referidas como "pintura".

Os flocos são de preferência reflexivos e são alinháveis magneticamente ou orientáveis no interior da base de tinta opticamente transparente, e a seguir referido como o transportador, enquanto a tinta permanecer no fluido. Os flocos também pode ser de absorção e/ou de difração, tal como descrito por exemplo na Patente US 6902807, e pode incluir etiquetagem ou flocos, como descrito nos pedidos de patente US 2005/0037192 e 2006/0035080, e/ou flocos que mudam de cor. A pintura ou tinta é espalhada até à espessura desejada sobre o cilindro de impressão 214 com uma lâmina 218. De acordo com este invento, o veiculo de tinta 215 pode ser claro ou tingido. Durante a impressão de uma imagem de impressão entre o cilindro 214 e o rolo de impressão 210, o substrato 212 com uma camada 213 de tinta molhada é transferida para um campo magnético de modo a formar uma imagem ilusória. Quando a tinta húmida é exposta num campo magnético ou elétrico, partículas magnéticas ou alinháveis de e-campo no plano do pigmento alinham ao longo de linhas magnéticas do campo. Os imãs na impressão do rolo, assim, orientados, isto é são alinhados seletivamente, a magnética de flocos de pigmento em pelo menos uma parte da imagem impressa 220. De preferência, o campo magnético das porções magnéticas, por exemplo 206, que emanam da superfície exterior do rolo para o substrato 212 são em forma de uma configuração desejada ou desejável, pré-determinada, de modo a orientar o magnético de flocos de um padrão selecionado, por exemplo, proporcionando um efeito óptico ilusório. Um tensor 222 é tipicamente utilizado para manter a tensão desejada do substrato, uma vez que sai do cilindro da impressão 210 e o cilindro da impressão 214, e a imagem sobre o substrato é seco com um secador 224. O secador de aquecedor pode ser, por exemplo, ou a tinta ou a pintura que pode ser curável por UV, e ajusta-se com uma lâmpada de UV.

Numa outra forma de realização, um cilindro que incorpora porções magnéticas, por exemplo imanes 202, 204, 206 e 208, para o alinhamento de flocos num veículo líquido 212 pode ser usado como, ou em lugar do tensor 222, em vez de como o cilindro de impressão 202. Em ainda uma outra forma de realização, um cilindro magnético pode ser utilizado como um terceiro cilindro no aparelho 200 localizado entre o aquecedor 224 e o cilindro de impressão 214. A Fig. lb mostra um exemplo de um rolo magnético 232 que pode ser utilizado no aparelho 200; que foi descrito na Patente dos EUA 7.047.883, a qual foi atribuída ao requerente da presente aplicação. O cilindro pode ser um cilindro de impressão ou tensor, como discutido em ligação com a fig. la, ou outro rolo num sistema de impressão que entra em contacto com o substrato de impressão antes da pintura ou da tinta fixada. Conjuntos magnéticos 234, 236, 238, 240, 241 estão ligados ao rolo com parafusos 242, que permitem que o conjunto magnético possa ser mudado sem remover o rolo da impressora. Os conjuntos magnéticos podem ser configurados para produzir chinelos de dedos 234, 236 ou 238 de rolamento de imagens, ou pode ser modelado barra de material magnético 240, 241, que produz uma imagem modelada no substrato impresso, ou outra configuração magnética selecionada. As estruturas magnéticas sobre o rolo estão alinhadas com a folha ou rolo para proporcionarem o padrão desejado no campo magnético de campos impressos sobre o substrato com flocos de pigmento magnéticos. Os padrões ilustrados representam padrões planos que se seguem a curva da circunferência do rolo. É vantajoso em aplicações para que a superfície exterior 244 do rolo 232 seja suficientemente lisa ou suave, caso contrário, pode potencialmente deformar ou mesmo danificar o substrato 212. Para estas aplicações, prefere-se que a superfície externa 244 não tenha quaisquer porções salientes, o que resulta num contacto substancialmente regular e uniforme do rolo, com o substrato ao longo da superfície exterior do rolo.

Assim, numa forma de realização preferida da invenção imanes permanentes são construídos num corpo cilíndrico do rolo para proporcionar o campo magnético de uma pré-determinada configuração, conforme necessário para a formação de uma imagem desejada ou um efeito óptico; alternativamente, noutra forma de realização preferida, um rolo com um magnetizável material adequado de superfície é magnetizado seletivamente em padrões predeterminados. Na descrição seguinte, vamos descrever diferentes formas de realização de rolos que têm porções magnéticas e a superfície exterior substancialmente uniforme para orientar flocos magnéticos num processo de impressão em linha contínua, e.g. utilizando o aparelho 200. Várias configurações de imanes permanentes ou encaixados no rolo ou ligados de outro modo a esta, bem como porções seletivamente magnetizadas do rolo, vão ser geralmente referidas a seguir como as porções magnetizadas, ou magnéticas, do rolo, ou simplesmente como as porções magnetizadas ou magnéticas. De preferência, a superfície exterior dos rolos magnéticos a seguir descritos com referência às Figs. 2a-ll é substancialmente uniforme e não tem porções que se projetam, e desviam-se numa superfície cilíndrica pelo menos de +\-0,5mm, e mais preferencialmente pelo menos de +\-0,lmm.

Os rolos magnéticos podem ser divididos em duas famílias: Discretas e contínuas. Um rolo discreto tem uma ou mais porções magnéticas, por exemplo imanes ou conjuntos magnéticos posicionados de modo adjacente à superfície exterior do rolo e espacialmente separados um do outro não magnetizado ou de modo diferente porções magnetizadas do rolo. 0 rolo discreto é um rolo que é utilizado para formar imagens múltiplas ou efeitos ópticos sobre o substrato de um modo repetido, e.g. como um tabuleiro de xadrez, no qual cada imagem ou uma parte da imagem única está alinhado dentro de margens do campo magnético que emana a partir de uma porção magnética particular do rolo através do exterior da superficie do rolo para o substrato, por exemplo como ilustrado esquematicamente nas Figs. 2c e 2d. Um rolo continuo fornece impressão não-interrompida, por exemplo, a produção de uma linha ou de tira continua, sobre o substrato, quer ao longo da superficie do substrato, isto é, na direcção do movimento do substrato 212 na Fig. la, ou através do substrato, por exemplo na direcção normal ao plano da Fig. la ou com um ângulo ao mesmo.

Um rolo magnético pode ser construído como uma unidade com um corpo sólido com imãs anexados ou encaixados, ou como um conjunto de várias seções idênticas ou diferentes do rolo com construir-nos sistemas magnéticos. Conveniência do rolo magnético de corte é óbvia na sua flexibilidade: o rolo com seções de uma porção magnética especial de configuração pode ser facilmente demonstrado e montado novamente de novo com a inserção de secções com diferentes porções magnéticas, para formar uma combinação diferente de imagens e/ou efeitos ópticos sobre o substrato.

Os imanes ou conjuntos magnéticos num rolo discreto pode ser mantida imóvel, isto é, relativamente estático para o corpo do cilindro, ou posicionado de forma rotativa numa cavidade no corpo cilíndrico do rolo para a fiação ou rodar dentro do corpo por baixo do substrato durante o processo de impressão para proporcionar uma imagem com uma ilusão de profundidade marcante, tal como descrito aqui a seguir. A Fig. 2a ilustra esquematicamente um exemplo adicional de um rolo magnético 332 para orientar flocos magnéticos. 0 rolo magnético 332 tem um corpo sólido cilíndrico 301, daqui em diante também referido como um elemento cilíndrico ou de tambor, de material de preferência não magnético, em que uma pluralidade de cavidades é formada, ou seja branqueado para fora do corpo 301 a partir da sua superfície exterior 333. Imans permanentes são formados e pre-determinados, conforme necessário para formar os padrões de floco desejado, por exemplo, imanes 302 e 303, são introduzidos nas cavidades, como mostrado pelas áreas sombreadas escuras do rolo 332, formando porções magnéticas do cilindro 332. Na Fig. 2a, as cavidades é mostrada como áreas sombreadas-escuras com os imãs ai inseridos, por exemplo, os imãs 302, 303 e 335, com um recorte numa porção do corpo 301 mostrado para o beneficio do espectador para ilustrar as posições dos imanes, e.g. o imã cilíndrico 302 e o íman em forma de prisma 335, dentro do tambor 301. As cavidades têm a forma e as dimensões dos imãs permanentes pré-determinados, e os imãs são estaticamente e in amovívelmente neles mantidos. Em algumas formas de realização, os imãs 302, 303 podem ser fixos na sua posição por meio de cola, parafusos, suportes, etc., ou pode ser montado por pressão e mantidos nas suas posições por tração. Os imanes permanentes 302, 303, embora mostrados como forma de ilustração e tendo formas cilíndricas retangulares, tem, pelo menos, as suas superfícies exteriores, e.g. como indicado por uma seta 335, em forma de criar campos magnéticos de configurações pré-determinadas, de modo a orientar os flocos magnéticos em padrões 3D desejados quando o rolo é utilizado no aparelho de impressão 200. Na forma de realização representada, o rolo 332 está montado sobre um eixo 304 com rolamentos que não são mostrados na figura, e uma roda de engrenagem 305 fixamente ligada ao rolo é ainda proporcionada para fazer rodar o rolo 332 sobre o eixo 304 durante o processo de impressão.

Numa implementação, os imanes 302, 303 são posicionados de forma alinhada com a superfície exterior 333 do corpo 301, de modo que a superfície exterior do rolo 332 com os imanes 303, 302 seja substancialmente o mesmo para estabelecer um contacto substancialmente uniforme com o substrato 212 através da superfície exterior do rolo 332, durante o processo de impressão linear. O termo "contato" é aqui utilizado para significar o contato direto ou indireto entre duas superfícies, ou seja, através de uma folha intermediária ou placa. Numa outra implementação, pelo menos um dos imanes 302, 303 é rebaixado em relação à superfície exterior 333 do tambor 301, e a cavidade é enchida com um material de enchimento não magnético, por exemplo um epóxi, estanho, bronze, ou outro, para tornar a superfície exterior do rolo substancialmente uniforme, tal como acima descrito. A capacidade para ter diferentes imanes a distâncias diferentes a partir da camada de tinta é vantajosa para a criação de diferentes tipos de efeitos ópticos fornecidos pelos respetivos arranjos de flocos magnéticos. Geralmente, para a formação de arranjos de flocos proporcionando transições de imagens nítidas, como por exemplo para a formação de uma imagem de chinelo de dedo, a distância ink-íman deve ser minimizada. No entanto, para a formação de imagens ou efeitos ópticos em que as transições na imagem deve ser manchada, por exemplo, para proporcionar uma ilusão de profundidade como em imagem de uma barra de rolamento, os imanes são preferencialmente posicionados a uma maior distância a partir da camada de tinta, por exemplo, entre 0,125 a "0,75" para uma imagem de barras de rolamento de acordo com os requisitos particulares dos gráficos. A barra de rolamento e do chinelo de dedo de imagens, e arranjos magnéticos que podem ser utilizados para a sua fabricação são descritos, por exemplo, na Patente US 7.047.883. A Fig. 2b é uma secção em perspetiva simplificada de uma parte de um rolo 332' com um conjunto magnético 244 incorporado no rolo. O conjunto magnético tem uma secção transversal com a forma de uma estrela, e que a superfície 244' está substancialmente nivelada com a superfície exterior do rolo. O conjunto magnético pode ser moldado de material permanentemente magnetizado, tal como ilustrado na FIG. 2d, ou ter uma secção de ponta SUPERMALLOY, MU-METAL, ou material semelhante, tal como ilustrado na FIG. 2c, abaixo. O rolo roda no sentido da primeira seta 246 e um substrato de papel ou de pelicula 248 desloca-se no sentido da seta 250. Um segundo campo de tinta 252 incluindo flocos de pigmento magnéticos tem sido impressa sobre o substrato. O campo foi sobre a superfície do conjunto magnético em forma de estrela quando o rolo foi próximo ao substrato, e uma caracteristica ótica ilusória 254 na forma de uma estrela foi formada no campo. Numa forma de realização preferida, os flocos de pigmento magnéticos são fixos, enquanto o conjunto magnético se encontra em contacto com o substrato.

Num exemplo, o efeito óptico ilusório 254 é uma estrela com uma profundidade aparente muito mais profunda do que a espessura fisica da matéria impressa. Tal estrela pode ser formada, por exemplo, com a superfície exterior 244' do íman 244 e rebaixada em relação à superfície exterior do cilindro 332' . A Fig. 2c é um computador simulado com vista lateral de um conjunto magnético 256 com um íman permanente 258 fornecer do campo magnético que é dirigido para o substrato 248 por uma ponta 260 modelada SUPERMALLOY ou um outro material de alta permeabilidade. As linhas do campo magnético 262 modeladas são apresentadas para fins de ilustração unicamente. Alguns materiais "super iman" são duros, quebradiços e, geralmente, dificil de máquina em formas intrincadas. SUPERMALLOY é muito mais fácil do que a máquina de NdFeB, por exemplo, e portanto, pode proporcionar um padrão de campo magnético intrincado com suficiente intensidade de campo magnético para alinhar os flocos de pigmento magnéticos no padrão desejado. A baixa magnetização remanescente de SUPERMALLOY e ligas semelhantes torná-los-á mais fáceis do que máquina. A FIG. 2d é um computador simulado com vista lateral de um conjunto magnético 264 com um iman permanente em forma 258 '. Todo o comprimento do iman não tem de ser em forma, mas apenas a parcela que produz o padrão de campo desejado no substrato 248. Embora alguns materiais que são comummente utilizados para formar imanes permanentes são difíceis de maquinar, padrões simples podem ser formados em pelo menos, na seção de ponta. Outros materiais que formam imanes permanentes são maquináveis, e podem fornecer a força magnética suficiente para produzir o efeito óptico desejado e ilusório. Da mesma forma, as ligas de iman podem ser moldadas ou formadas em formas relativamente complexas usando técnicas da metalurgia do pó.

Um outro exemplo de um rolo magnético 352 está ilustrado na Fig.3. De acordo com este exemplo, o rolo magnético 352 é fabricado enrolando uma folha flexível de material magnético 502 com porções magnetizadas 503 seletivamente em torno de um elemento cilíndrico ou do tambor 501, que é de preferência fabricado a partir de um material não magnético. A flexível generalizada não-magnetizada, para além das porções 503, a folha 502 é que envolve o tambor 502 e é mantida na sua superfície por um adesivo sensível à pressão. Antes do acondicionamento, áreas 503 da folha 502 foram magnetizadas seletivamente através da formação de porções magnetizadas da folha 502 tendo predeterminadas formas, aqui mostradas como cifrões a título de exemplo. O rolo montado 352 tem uma superfície lisa não interrompida formada pela superfície externa da folha 502. A folha com um padrão de magnetização pode ser facilmente substituído por um outro quando necessário. Em outro exemplo, a folha flexível de material magnetizável 502 é em primeiro lugar uniformemente magnetizada numa orientação magnética, e, em seguida, porções da folha uniformemente magnetizadas de uma pré-determinada forma ou formas são seletivamente magnetizadas numa outra orientação magnética ou orientações, de modo que as porções magnéticas 503 do rolo 352 são separadas uma da outra por um modo diferente de porções magnetizadas da folha 502.

Este método de formação de um rolo magnético tem muitas vantagens. Os magnetos formados na folha 502 por magnetização seletiva não exigem escultura ou remoção do material para variar o campo magnético. Uma imagem 503 de um objeto, logotipo ou indícios é feita dentro do material magnético da folha 502 de modo que o íman fornece um campo que corresponde ao objeto, logotipo, ou marcas quando o campo é utilizado para alinhar os flocos em pintura ou tinta, tal como descrito em detalhe no Pedido de Patente dos Estados Unidos (18-230). De um modo vantajoso, o objeto, logotipo ou marcas codificadas na folha magnética flexível 502 através da magnetização selecionado não pode ser vista, mas está presente e gera um campo magnético que se alinha a flocos colocados sobre um substrato no campo para replicar o objeto, logotipo ou indícios. A folha magnética 502 proporciona uma superfície naturalmente, mesmo externa do rolo 352, sem saliências e reentrâncias, permitindo assim levar o rolo 352 em contato íntimo com o substrato 212 do aparelho de impressão 200 sem o risco de se deformar o substrato, mesmo quando a pressão é aplicada. O pedido de patente US 11/560.927 fornece uma descrição detalhada de vários métodos de magnetização seletiva da folha 502 para formar porções magnetizadas da folha para o alinhamento magnético de flocos sobre o substrato em pré-determinada ou padrões diferentes que fornecem imagens e/ou efeitos ópticos selecionados.

Geralmente, o padrão de floco magnético criado no substrato por uma parte magnetizada ou porções do rolo de acordo com a presente invenção formam uma imagem de um objeto, indícios, ou um logotipo sobre o substrato, ou adiciona um efeito óptico ilusório tal como uma ilusão de profundidade ou de movimento para a imagem impressa sobre o substrato com a tinta magnética. Em algumas formas de realização, a imagem proporciona um efeito óptico dinâmico quando visto num ângulo de visão ou incidindo num ângulo de iluminação variável. Quando a tinta é iluminada por uma fonte de luz e observada a olho nu ou com um instrumento óptico que as partículas do pigmento magnético diferentemente alinhadas semelhantes a plaquetas em forma de flocos ou refletir a luz incidente de maneira diferente. Uma porção das partículas estão orientadas em relação ao substrato, para a fonte da luz e o observador que reflete os raios de luz que vêm para a direita no olho do observador. Uma outra porção das partículas da impressão reflete os raios da luz em direções diferentes porque eles são inclinados em ângulos diferentes em relação à direcção do observador. Quando o substrato com revestimento impresso é inclinado em relação à fonte de luz ou o observador a primeira porção das partículas de pigmento não refletem mars a luz contra o observador. Estas partículas começam a refletir a luz em direcção diferente, enquanto as partículas da segunda porção dão início à reflecção dos raios de luz na direcção do observador. Quando as partículas estão alinhadas, gradualmente, na camada de tinta, a inclinação do substrato provoca a aparência de um efeito de movimento ilusório. Quando as partículas estão alinhadas ao longo das linhas de um magnete que foi pré-determinado em forma de padrão de uma porção da camada impressa que repete a forma do íman criando um efeito de tridimensional. Nesta região aparece como se a imagem sai-se do substrato para o observador.

Exemplos de Imagens Ilusórias Impressas A título de exemplo, as Figs. 4a, b ilustram algumas das imagens ou efeitos ópticos que podem ser produzidos usando os exemplos anteriormente descritos dos rolos com referência às Figs. la,2a-3. A Fig. 4a é uma vista em corte transversal simplificada mostrada na Patente dos EUA 7.047.883 de uma imagem impressa 20, que é referida como um chinelo de dedo, e que é um exemplo de um efeito óptico dinâmico, que pode ser produzido orientando os flocos magnéticos num fluido impresso portador sobre um substrato. Os flocos são mostrados como linhas curtas em vista de corte transversal. As figuras não estão desenhadas à escala. Um floco típico pode ser vinte mícrones e entre cerca de um micron de espessura, por conseguinte, as figuras são meramente ilustrativas. O chinelo de dedo inclui uma primeira porção impressa 22 e uma segunda porção de impresso 24, separadas por uma transição 25. Os flocos de pigmento 26 rodeado pelo veículo 28, tal como um veículo de tinta ou um veículo de tinta ter sido alinhado paralelamente a um primeiro plano na primeira porção, e flocos de pigmento 26 na segunda porção ter sido alinhado paralelamente a um segundo plano; isto resulta num padrão substancialmente-3D de flocos magnéticos que podem ser produzidos utilizando o campo magnético com a forma adequada que emana da superfície externa dos rolos magnéticos acima descritos tendo porções magnetizadas de formas pré-determinadas; Exemplos de tais estruturas magnéticas são dados na Patente US 7.047.883.

Geralmente, os flocos aparecem normais no plano dos flocos que surgem brilhantes, enquanto os flocos ao longo do bordo da placa surgem escuros. Por exemplo, a luz de uma fonte de iluminação 30 é refletida nos flocos da primeira região para o visualizador 32. Se a imagem é inclinada na direcção indicada pela seta 34, os flocos da primeira região 22 será visualizada na extremidade, enquanto a luz vai ser refletida nos flocos da segunda região 24. Portanto, na primeira posição de visualização da primeira região aparece a luz e na segunda região aparece o escuro, enquanto na segunda posição da visualização inclinada os campos chinelo de dedo, da primeira região tornam-se escuros e a segunda região tornam-se claros. Isto proporciona um efeito visual muito marcante. Do mesmo modo, se os flocos de pigmento são de cor-inconstante, uma porção pode parecer ser uma primeira cor e a outra porção de uma outra cor quando vistas num primeiro ângulo de visão ou iluminação, e as referidas porções podem surgir para mudar de cor quando vistas numa segunda visualização ou ângulo de iluminação. O processo de fabrico de flocos de difração é descrito em detalhe na Pat. EUA. No. 6.692.830. Pedido de Patente EUA 20030190473, que descreve a fabricação de flocos de difração cromáticas produzindo um floco de difração magnético que é semelhante à produção de um floco de difração, no entanto, uma das camadas é necessário para ser magnética. 0 transportador é normalmente transparente, seja claro ou de cor, e os flocos são tipicamente bastante reflexivos. Por exemplo, o transportador pode ser tingido a verde e os flocos podem incluir uma camada metálica, tal como uma película fina de alumínio, ouro, níquel, platina ou liga de metal, ou ser um floco de metal, tal como um níquel ou flocos de liga. A luz refletida fora de uma camada de metal através da transportadora de cor verde pode surgir verde brilhante, enquanto a outra parte com flocos visto no final pode surgir de cor verde-escura ou outra. Se os flocos são flocos meramente metálicos num portador claro, então uma parte da imagem pode aparecer metálica brilhante, enquanto outro surge escuro. Alternativamente, os flocos metálicos podem ser revestidos com uma camada matizada, ou os flocos podem incluir uma estrutura de interferência ótica, tal como um absorvedor-espaçador-refletor de estrutura do tipo Fabry-Perot. A Fig. 4b é uma secção transversal simplificada de uma imagem impressa 42 de um dispositivo óptico cinemático que é referido como uma "barra de rolamento" para fins de discussão, de acordo com outra forma de realização da presente invenção. A imagem inclui flocos de pigmento 26 rodeados por um veículo transparente 28 impresso sobre um substrato 29. Os flocos de pigmento estão alinhados de uma forma curva, num padrão substancialmente reproduzindo aviões reflexivos de um espelho cilíndrico de Fresnel. Tal como acontece com o chinelo de dedo, a região (s) da barra de rolamento que reflete a luz das faces dos rostos dos flocos de pigmento para o espectador surgem mais claros do que as áreas que não refletem diretamente a luz para o espectador, criando uma impressão de luz refletida a partir de um cilindro metálico polido. Esta imagem fornece uma banda de luz (es) ou barra (s) que parecem mover-se, ou "rolar" através da imagem quando esta está inclinada em relação ao ângulo de visão, assumindo uma fonte fixa (s) de iluminação. A barra pode também parecer ter profundidade, mesmo que ele seja impresso num avião. A profundidade virtual pode parecer ser muito maior do que a espessura fisica da imagem impressa; este aspecto da imagem é referido como um efeito óptico ilusório. A inclinação dos flocos num padrão selecionado refletem a luz para proporcionar a ilusão de profundidade ou "3D", como é vulgarmente referido. Um efeito tridimensional pode ser obtido fazendo com que um iman em forma ou os imanes colocados e.g. numa cavidade do cilindro 332 numa posição rebaixada, a alguma distância a partir do papel ou outro substrato com flocos de pigmentos magnéticos impressos sobre o substrato num transportador de fluido. Os flocos alinham ao longo das linhas do campo magnético formando padrões em 3D pré-determinados, e criando assim a imagem em 3D após a configuração (por exemplo, a secagem ou cura) a transportada. A imagem muitas vezes parece mover-se como ela é inclinada, imagens 3D, portanto, cinemáticas podem ser formadas.

Alternativamente, um efeito substancialmente 3D pode ser obtido através da magnetização adequada numa área selecionada ou região da folha superior magnetizável 502 que encerra o cilindro 352, para que o campo magnético que emana a partir da superfície superior da porção seletivamente magnetizada se reproduza substancialmente no campo magnético permanente do imã de forma adequada ao recesso. A título de exemplo, a Fig. 4c mostra uma folha seletivamente magnetizada 30, em que porções magnetizadas da folha, as quais são mostradas por áreas com alta densidade de linhas de forças magnéticas, são formadas de modo que o campo magnético que emana a partir da folha 30 é substancialmente um campo magnético de um íman tem dois -polos de orientação no plano da folha 30.

Rolo de corte

Referindo-nos agora às Figs. 5a-c, uma forma de realização da invenção é descrita, a qual fornece um rolo magnético seccionado para uso no alinhamento de flocos magnéticos em padrões pré-determinados. 0 cilindro seccionado 410 ilustrado esquematicamente em secção transversal na fig. 5c tem um corpo cilíndrico 420, também aqui referido como elemento cilíndrico ou de tambor, que é montado ou formado a partir de uma pluralidade de secções cilíndricas de rolos 400, os quais são destacavelmente posicionados lado a lado para formar o corpo cilíndrico do cilindro 410. Na Fig. 5c, o tambor 410 é mostrado a título de exemplo, tal como formado a partir de 3 secções de rolos cilíndricos. Cada uma das secções 400 tem uma ou mais cavidades para a inserção de magnetos permanentes de formas pré-determinadas, tal como descrito acima com referência a um rolo contínuo ilustrado na Fig. 2a. As secções de rolos 400 são montados sobre um eixo 403 conforme mostrado nas Figuras 5a, 5b e 5c, e estão posicionados lado a lado no mesmo. Vantajosamente, as secções de rolos montados são intercambiáveis, de modo a que as diferentes combinações de imagens podem ser formadas durante a impressão.

As Figs. 5a e 5b mostram esquematicamente um corte único na secção de rolo 400; nesta forma de realização, a secção de cilindro 400 tem uma parte do corpo oco 402 tendo cavidades em que os magnetos permanentes 401, de forma predeterminada as formas são fixamente posicionadas e mantidas; as cavidades 401, que são referidas na presente memória descritiva usam as mesmas etiquetas de referência tal como os respectivos imanes neles localizados, são abertos para uma superfície exterior 444 da secção do rolo 400. Para fins ilustrativos, os imanes 401 posicionados nas cavidades, respectivamente, são mostrados para serem em forma de cone. Em outras formas de realização os imanes 401 podem ser de qualquer forma adequadas para a orientação dos flocos magnéticos em padrões pré-determinados de modo a fornecer as imagens desejadas ou efeitos ópticos. A secção de cilindro 400 é rebaixada num dos lados para formar uma abertura em forma de anel, ou recesso 450 que pode ser utilizado para facilitar a inserção dos imanes dentro das cavidades 401. A secção do rolo 400 tem uma passagem cilíndrica localizada centralmente para o eixo 403, que se estende através da montagem final 410 e em que outras secções cilíndricas podem ser montadas de modo deslizante. As seções 400 têm em conjunto, um conjunto de pinos 404 e orifícios correspondentes 405, formando um primeiro meio de bloqueio para bloqueio mútuo das seções de rolos na montagem numa orientação relativa fixa para rodar em conjunto no eixo 403. Pinos 404 de uma única secção vão para os orifícios correspondentes 405 da secção de outra seção de bloqueio em conjunto, como mostrado na Figura 5c proporcionando deste modo a integridade do rolo. Noutras formas de realização, os meios de bloqueio alternativos, pode ser utilizados para fixar rotativamente as secções de rolos relativamente um ao outro no conjunto de rolos de corte 410.

Em segundo lugar meios de bloqueamento são proporcionados para bloquear as secções 400 sobre o eixo 403 para rodar juntamente com o eixo. Na realização mostrada os segundos meios de fecho são formados por uma chave 406 que se estende para dentro em forma de fendas apropriadamente fornecidas em ambos o corpo cilíndrico 402 da secção do rolo e no eixo 403 impedindo desse modo a rotação da secção 400 em torno do eixo 403. Alternativa, a chave 406 pode ser integral com o corpo, quer a secção 402 ou o eixo 403 que se projecta a partir da mesma. O rolo de corte permite a montagem de secções 400 com diferentes configurações magnéticas como mostrado na Fig. 4c, em que as áreas sombreadas representam formas diferentes de magnetos permanentes de diferentes formas como desejado para formar um padrão particular de imagens induzidas magneticamente ou efeitos ópticos na camada magnética sobre o substrato 212. A abordagem seccionada acima descrita é muito útil para o fabrico de um rolo com uma fiação de íman no interior do rolo sobre um eixo que é geralmente perpendicular à superfície exterior do rolo, de modo que no processo de impressão linear da superfície exterior do iman está a girar no plano do substrato 212 quando a rotação do rolo traz o iman para uma local próximo do substrato, por exemplo, como ilustrado pelo imã 206 na Fig. 1-A.

Uma forma de realização de uma secção 510 do rolo de fiação com magnetos é esquematicamente mostrada nas Figs. 6a e 6b, em que a Fig. 6b proporciona uma vista em perspectiva da secção do cilindro 510 enquanto a Fig. 6a mostra a secção do rolo 510 na secção transversal. Um corpo da seção em forma de tampa 501 da secção do rolo 510 é rotativamente posicionado, ou montado sobre um eixo 502 usando rolamentos de esferas 503. O eixo 502 tem uma primeira engrenagem 45° bisel 504 estaticamente montado, por exemplo, pressionado sobre o mesmo. 0 corpo da secção 501 recebe a rotação de uma roda de engrenagem 505 de forma fixada e accionada por um pinhão que não é mostrada nos desenhos. O corpo da secção 501 tem uma ou mais cavidades 506 que se prolongam radialmente as quais tem a forma de uma passagem a partir da superfície externa 544 da secção 510 em direcção ao eixo 502. A haste cilíndrica 507 é posicionada no interior da passagem 506. O veio 507 está rotativamente acoplado à secção do corpo 501 por um rolamento de esferas 508. Um íman permanente 509 é ligado a uma extremidade do veio 507; o íman 50 9 é aqui também referido como o primeiro imã. Na realização preferida, o primeiro íman 509 é rebaixado em relação a uma superfície exterior do corpo cilíndrico do rolo. Um segundo 45° de engrenagem cónica 512 é fornecida na outra extremidade do veio 507. Engrenagens 512 e 504 têm um passo correspondente; eles formam meios de engrenagem, a seguir também referido como os segundos meios de engrenagem, para acoplar o primeiro íman 509 com o eixo 502 para girar o primeiro íman em torno de um eixo perpendicular à superfície exterior do rolo 510 quando o cilindro é rodado em torno do eixo. Uma folha de cobertura 511 encerra a secção do rolo num conjunto de rolos finais 501, proporcionando uma superfície lisa e uniforme exterior do rolo seccionado, tal como ilustrado nas Figs. 7a e 7b. Em diferentes conjuntos de rolos, a folha de cobertura 511 pode ter uma espessura diferente para o espaço dos imanes 509 a partir do substrato 212, na dependência da força dos imanes, da viscosidade da tinta, as propriedades magnéticas das partículas de pigmento, taxa impressa de execução, e de outros factores. O imanes 509 são de preferência um recesso dentro do corpo 501, de modo que a sua superfície exterior é separada da tampa 511 por uma fenda. A roda de engrenagem 505, a seguir designada como o primeiro meio de engrenagem, é usado para a rotação do corpo cilíndrico do rolo 610 sobre o eixo 502.

Quando a engrenagem 505 é impulsionada, ele gira o corpo da seção 501 no eixo 502 que permanece estático; o movimento da rotação do corpo 501 é traduzido pelas engrenagens cónicas 504, 512 aos veios 507, os quais giram sobre os seus eixos orientados radialmente, girando assim os magnetos 509 para dentro das passagens cilíndricas, ou cavidades 507, ao mover-se simultaneamente num círculo orbitam com a secção 501 sobre o eixo 502 ao longo de uma trajectória planetária como a criação de um campo magnético de uma configuração de cúpula, como desejado, que emana a partir da superfície exterior do rolo, e para dentro do substrato 212 em locais pré-determinados aquando da rotação do rolo traz o íman na proximidade do substrato com os flocos magneticamente alinháveis e nela dispersos. Numa outra forma de realização preferida, os imanes 509 podem ser accionados de forma independente da rotação do corpo de rolos, por exemplo por um motor eléctrico ou motores colocados por exemplo no interior do corpo do perfil 501.

As Figs. 7a e 7b ilustram esquematicamente um rolo magnético seccionado 610 montado a partir de secções 510. Cada uma das secções do cilindro tem um conjunto de pinos e orifícios não mostrados nas figuras 6a - 7b correspondentes que são semelhantes aos descritos com referência às Figs. 5a e 5b. As secções 510 são montadas em conjunto lado a lado no eixo 503 de modo a formar um corpo cilíndrico, também aí referido como um membro cilíndrico, do rolo 610. As secções são então montadas e cobertas pela tampa 511 que encerra as secções para formar o rolo magnético 610 e para proporcionar uma superfície exterior lisa, mesmo para o rolo 610, mesmo quando os imanes 509 estão embutidos. A Fig. 7 a mostra um rolo parcialmente montado, enquanto a fig. 7b mostra um rolo completamente montado. Nas Figs. 7a e 7b, a tampa 511 são mostradas com um recorte para fins de ilustração.

Rotação imanes podem ser vantajosamente usados para formar campos magnéticos em forma de cúpula, que podem ser usados para orientar flocos magnéticos num padrão circular para formar um reflector de Fresnel, formando-se assim imagens hemisféricas com a ilusão de profundidade, tal como descrito na Patente US Aplicação 11/278.600. A Fig. 8a reproduzida a partir desta aplicação ilustra um alinhamento em forma de hemisfério axial-simétrico de partículas magnéticas 323 dispersas numa camada fina de 324 a tinta impressa sobre um substrato 325 num impresso de arranjo de espelho côncavo de Fresnel. O numeral de referência 321 indica a secção transversal da área tendo linhas 322 que emanam do íman 326 que direcção, ou seja giram na direcção da seta 327. De acordo com a presente invenção, o íman 326 é posicionado dentro de uma cavidade de um rolo do campo magnético que não é mostrado na figura, com o eixo de rotação/fiaçao ser geralmente perpendicular ao eixo do rolo. A Fig. 8b é uma outra ilustração da fabricação de uma imagem semiesférica com a ilusão de profundidade utilizando um magnete de fiação 370 para formar um campo magnético de cúpula emanado 311 para o substrato 377. O íman 370 tem uma secção transversal rectangular e é mostrado em três posições diferentes 370a, 370b e 370C, durante a fiação. O íman deve girar a uma velocidade substancialmente mais rápida angular do que a da rotação do rolo, em que o íman de fiação é posicionado, de modo que o pigmento magnético em que a tinta sobre o substrato iria "sentir" o campo magnético em forma de abóbada em média 311 do íman durante um período de tempo em que o íman de fiação é próximo do substrato .

As Figs. 8c e 8d são fotografias das impressões com diferentes inclinações graduais dos flocos produzidos pelo imã de giro, que concentra e orienta os flocos para formar o que é substancialmente um padrão espelho parabólico Fresnel, proporcionando assim as imagens com a ilusão de profundidade. Mais particularmente, a Fig. 8c é uma fotografia inclinada com o seu bordo superior para o observador, enquanto a fotografia 8d está inclinada com o seu bordo superior para longe do observador.

Este aspecto da invenção proporciona geralmente um aparelho para orientar flocos magnéticos num transportador de fluido impresso sobre um substrato num processo de impressão, cujo aparelho compreende um rolo rotativo para o posicionamento numa superfície exterior próxima ao substrato, que compreende o referido rolo de: um corpo cilíndrico que compreende uma cavidade; um íman rotativamente posicionado no interior da cavidade para a criação de um campo magnético de uma configuração pré-determinada que emana a partir da superfície exterior do rolo para o substrato; e um meio para girar o íman no interior da cavidade durante o processo de impressão para orientar os flocos magnéticos num padrão pré-determinado que forma uma imagem com uma ilusão de profundidade no substrato.

Impressão contínua

Nas formas de realização acima descritas, as porções magnéticas do rolo, também aqui referidas como imanes, são discretos no sentido de que eles estão rodeados, nos lados, por material não magnético do rolo. Tais imanes são adequados para a formação de imagens ou efeito ópticos localizados sobre a superfície do substrato em que a tinta magnética ou a tinta é dispersa, como imagens de objectos, logotipos, os indicios esferas com a ilusão de profundidade, etc. No entanto, tais imanes discretos podem não ser adequados para imprimir em áreas continuas ao longo ou através do substrato 212. Conjuntos magnéticos para esta finalidade precisam fornecer o alinhamento continuo de partículas magnéticas como se move o substrato.

Conforme descoberto, esses conjuntos de rolos podem conter imãs permanentes construídas quer ao longo ou através do rolo magnético. Um rolo 710 que proporciona o alinhamento dos flocos magnéticos ao longo do substrato, isto é, na direcção do seu movimento durante o processo de impressão em linha, é mostrado nas Figuras 9a e 9b. O rolo 710 está montado, ou formado por uma pluralidade de secções 701, cada uma com uma porção em forma de anel magnetizado 7 02. Um rolo parcialmente montado 710 é mostrado na Fig. 9a. Seções 701 com anéis magnéticos 702 são montados sobre um eixo 703. As seções 701 são bloqueadas sobre o eixo 703 com chaves não mostradas nas figuras 9a, b. Uma roda dentada de accionamento 704 está ligada ao rolo 710 de modo a proporcionar um momento rotativo para o rolo. Completamente montado o rolo 710 sem tampa está mostrada na Fig. 9b. As porções magnetizadas 702 do rolo estendem-se circunferencialmente sobre o rolo 710 de modo a formar uma faixa sem fim ou anel para proporcionar uma imagem contínua sobre o substrato no processo de impressão linear.

As porções magnetizadas 702 em forma de anéis podem ser formadas utilizando quer imanes sólidos ou anéis, ou pode ser montado a partir da pequena, por exemplo imanes em forma rectangular como mostrado esquematicamente na Fig. 9a e 9b. Os imanes podem ter ambos os lados, isto é, ao longo do eixo 701, ou na direcção de magnetização radial. A Fig. 10 Ilustra esquematicamente a operação de uma forma de realização do aparelho do presente invento para impressão em linha continua usando o rolo 710. Como ilustrado, um número total das porções magnéticas em forma de anel 702 no rolo determinam o número de linhas visiveis impressas num substrato 705. Na Fig. 10, o rolo 710 com anéis magnéticos 702 está posicionado por baixo do substrato 705; o resto do aparelho de impressão não é mostrado na figura, mas poderia ser semelhante ao aparelho 200 mostrado na Fig. 1-a. As fitas 706 são impressas na superfície do substrato 705 por um campo magnético que emana a partir das porções magnetizadas ou dos anéis 702, que orientam os flocos magnéticos dispersos sobre a superfície do substrato oposto ao rolo ao longo das linhas do campo magnético. Como se observa nas figuras 10, as fitas 706 de uma porção de topo do substrato são impressas com tinta magnética ou tinta e são escura porque as partículas magnéticas na tinta ainda não estão alinhadas pelo campo magnético do rolo e uma grande parte da luz que reflectem está espalhada. O rolo 710 roda no sentido mostrado por uma seta 707 e o substrato 705 move-se numa direcção 708. Entrando no campo do rolo, as partículas magnéticas na tinta ou pintadas estão alinhadas na direcção das linhas do campo magnético, as quais estão nesta forma de realização particular no plano do substrato onde o substrato e o rolo estão próximos e em contacto. O alinhamento das partículas ao longo da superfície do substrato aumenta a sua entendida reflectância e a fita impressa torna-se brilhante, como ilustrado na parte inferior do substrato na Fig.10.

Noutras formas de realização, um cilindro magnético pode incluir seções de rolos com imanes contínuos de anel 702, e as seções de rolos tendo imanes discretos de formas seleccionadas de modo a formar no substrato uma combinação de imagens localizadas ou efeitos ópticos e caracteristicas ópticas continuas, tais como as fitas 706.

As Figs. 11a e 11b mostram esquematicamente uma forma de realização 810 do rolo magnético, em que as porções magnetizadas 803 do rolo se estendem através de uma superfície de trabalho do cilindro ao longo do seu eixo de rotação a partir de uma extremidade à outra da superfície de trabalho. O termo "superfície de trabalho" é aqui utilizado para significar a superfície exterior do rolo, ou uma sua porção, que entra em contacto com o substrato durante a impressão. O corpo cilíndrico 801 do rolo 810 tem ranhuras 802, onde são inseridos imãs alongadas 803. As ranhuras 801 e os imanes 803 podem ter uma forma cónica correspondentes. Alternativamente, os imanes podem ser fixados no seu lugar por meio de parafusos ou de adesivo, ou outro método adequado, como seria conhecido de um especialista na técnica. Quando montado no aparelho de impressão, o rolo pode ser posicionado acima do substrato ou por baixo dele. A Fig. 12 Ilustra esquematicamente uma parte do aparelho de impressão, que inclui o rolo 810. Aqui, o rolo 810 com os imanes 803 inseridos nas ranhuras 802 está posicionado por baixo do substrato 804. O substrato 804 aproxima-se do rolo com as fitas 805 de tinta magnética húmida, impressa sobre o substrato por uma das estações de impressão da imprensa antes do cilindro magnético. Quando as fitas entram no campo magnético das partículas do pigmento, subscrevem ao longo das linhas do campo; se os imanes 803 são magnetizados num plano normal ao eixo tangencial do rolo para a superfície exterior. Como um resultado do alinhamento, as partículas começam a reflectir uma luz incidente de uma maneira determinada pela forma do campo. Numa forma de realização particular ilustrada na Fig. 12, as partículas tornam-se orientadas de modo a gerar o efeito de "rolamento de bar" como acima descrito. 0 sistema para a cura da tinta molhada com partículas alinhadas não foi mostrado em detalhe nas figuras deste pedido de patente, a fim de manter o foco sobre os princípios do desenho do rolo magnético. No entanto, ele tem de ser montado perto do rolo. Em algumas formas de realização, que ilumina uma área estreita entre o substrato com a tinta contendo partículas alinhadas logo acima do último quadrante do rolo. Em outras formas de realização, ele pode ser montado a uma certa distância após o rolo magnético.

Lisboa, 31 de Maio de 2016

REFERÊNCIAS CITADAS NA DESCRIÇÃO

Esta lista de referências citadas pelo Titular tem como único objectivo ajudar o leitor e não forma parte do documento de patente europeia. Ainda que na sua elaboração se tenha tido o máximo cuidado, não se podem excluir erros ou omissões e a EPO não assume qualquer responsabilidade a este respeito.

Documentos de Pedidos de Patente citadas na descrição

US 3873975 A, Miklos US 11278600 B EP 1493590 A US 2004051297 AI US 6808806 B US 20040051297 A US 20040166308 A US 20050123755 A US 20060194040 A US 6902807 B US 20050037192 A US 2006003580 A US 7047883 B US 11560927 B

US 6692830 B US 20030190473 A

Claims (22)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Um aparelho para orientar flocos magnéticos num transportador de fluido impresso sobre um substrato (212; 248; 325; 377; 705; 804) num processo de impressão continuo, o aparelho (200) compreendendo um rolo rotativo (210; 410; 610; 710) para o posicionamento numa superfície externa (244; 333) próxima do substrato de rolo rotativo que compreende uma pluralidade de secções laminadas (400; 510; 701) destacavelmente posicionados lado a lado para a formação de um corpo cilíndrico (420; 501) do cilindro rotativo, em que cada secção de rolo compreende uma ou mais porções magnetizadas (202; 204; 206; 208; 258; 302; 303; 335; 326; 370; 401; 509; 702; 803) para a criação de um campo magnético de uma configuração pré-determinada que emana a partir da superfície externa (244; 333) do rolo para o substrato para orientar os flocos num padrão seleccionado; em que a superfície exterior (244; 333) do cilindro rotativo (210; 410; 610; 710) é substancialmente até mesmo para proporcionar um contacto substancialmente uniforme com o substrato em toda a superfície exterior (244; 233) do cilindro rotativo (210; 410; 610; 710) durante o processo de impressão linear; e em que as secções de rolos (400; 510; 701) são intercambiáveis para formar diferentes combinações dos padrões de floco magnéticas sobre o substrato.
2. 2. Um aparelho de acordo com a reivindicação 1, compreendendo ainda um eixo (304; 403; 502; 703) em que cada uma da pluralidade de secções de rolos (400; 510; 701) está montado.
3. 3. Um aparelho de acordo com a reivindicação 2, em que as secções de rolos (400) têm meios de bloqueio (406) para bloquear as referidas secções de rolos (400) no eixo (403) para rodar juntamente com o eixo (403) .
4. 4. Um aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-3, em que, pelo menos, uma das secções de rolos (400; 510; 701) compreende: um corpo não-maqnético (402; 501) com um ou mais cavidades (401; 506; 802); e, um ou mais imãs permanentes (202, 204, 206, 208; 258; 258, 302, 303, 335; 326; 370; 401; 509; 803) posicionado no interior do referido um ou mais cavidades para formar um ou mais maqnetizado porções da dita secção de rolos; em que o um ou mais maqnetos permanentes são moldadas para a criação do campo maqnético do pré-determinada confiquração.
5. 5. Um aparelho de acordo com a reivindicação 4, em que uma ou mais cavidades (401; 506; 802) são moldadas para segurar fixamente um ou mais imanes permanentes (202, 204,206, 208; 258; 258'; 302, 303, 335; 326; 370; 401; 509; 803) niveladas com a superfície exterior (244; 333) do corpo cilíndrico (420; 501).
6. 6. Um aparelho de acordo com a reivindicação 4 ou 5, em que um ou mais maqnetos (202, 204, 206, 208; 258; 258'; 302, 303, 335; 326; 370; 401; 509; 803) compreender um primeiro iman (326; 370; 509), que está rebaixada em relação a uma superfície externa (244; 333) do corpo cilíndrico (420; 501) do cilindro rotativo (210; 410; 610; 710).
7. 7. Um aparelho de acordo com a reivindicação 6, em que o primeiro iman (326; 370; 509) esta rotativamente posicionado no interior da respetiva cavidade (506), compreende ainda um meio para girar (504; 512) o primeiro iman (326; 370; 509) no interior da referida cavidade (506) durante o processo de impressão para proporcionar uma ilusão de profundidade de uma imagem formada pelo primeiro magneto (326;370;509) sobre o substrato (212; 248; 325; 377;705;804) na processo de impressão linear.
8. 8. Um aparelho de acordo com a reivindicação 7, em que os meios para girar (504; 512) o primeiro iman (326; 370; 509) inclui um motor elétrico.
9. 9. Um aparelho de acordo com a reivindicação 2 e qualquer uma das reivindicações 6-8, em que as seções de rolos (400; 510;701) estão montados rotativamente no eixo (304;403; 502,-703) com um rolamento (503), compreendendo ainda: um primeiro meio de engrenagem (505) para rodar o corpo do cilíndrico (420,-501) do cilindro rotativo (410; 610) em torno do eixo (304; 403; 502; 703), e um segundo meio de engrenagem (504,-512) acoplar com o primeiro iman (326; 370; 509) com o eixo (304; 403,-502,-703) para a fixação do primeiro iman (326; 370,-509) em torno de um eixo normal à superfície externa (244,-333) do rolo quando o rolo (410,-610) é rodado em torno do eixo (304,-403,- 502,-703).
10. 10. Um aparelho de acordo com a reivindicação 9, em que: a cavidade (506), em que o primeiro iman (326; 370; 509) está posicionado estendendo-se radialmente formando uma passagem (506) do eixo (502) para o exterior da superfície (544) da secção de cilindro (510), compreendendo ainda o aparelho: um veio (507) rotativamente posicionado dentro da passagem (506), o eixo (507) tendo uma extremidade externa para onde um dos permanente imãs (32 6; 370; 50 9) está ligado a uma extremidade interior.
11. 11. Um aparelho de acordo com a reivindicação 10, em que o segundo meio de engrenagem compreende uma primeira engrenagem cónica (504) montado no eixo (502), e uma segunda engrenagem cónica (512) montada na extremidade interna do veio (507).
12. 12. Um aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-11, em que as secções de rolos (400;510; 701) têm superficies exteriores (444,-544) que em conjunto proporcionam substancialmente a superfície exterior da face (244,-333) do rolo (410,-610).
13. 13. Um aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-12, compreendendo ainda uma folha flexível (511) de material não magnético que envolve o rolo das secções (510) para proporcionar a superfície substancialmente uniforme exterior do rolo (610).
14. 14. Um aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-13, em que as secções de rolos (400) têm meios de bloqueio (404,-405) para bloquear mutuamente as referidas secções de rolos (400) numa orientação relativa fixa para rodar em conjunto.
15. 15. Um aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-14, em que uma ou mais porções magnetizadas (702) estendem-se circunferencialmente em torno do rolo (710) de modo a formar uma faixa sem fim para proporcionar uma imagem substancialmente continua sobre o substrato (705) do processo de impressão linear.
16. 16. Um aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-15, em que o padrão seleccionado forma uma imagem (20;42;220) de um objecto, dos indícios ou um logotipo.
17. 17. Um aparelho de acordo com a reivindicação 16, em que a imagem (20;42;220) compreende um objecto de rolamento (238) ou um flip-flop (234,236).
18. 18. Um aparelho de acordo com a reivindicação 16 ou 17, em que a imagem (20;42;220) proporciona um efeito ilusório de óptico (254).
19. 19. Um aparelho de acordo com a reivindicação 18, em que o efeito óptico ilusório é uma ilusão de profundidade superior à espessura do substrato.
20. 20. Um aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 16-19, em que a imagem (20;42;220) proporciona um efeito óptico dinâmico (254), quando visto num ângulo de visão ou variando a um ângulo de iluminação variável.
21. 21. Um aparelho de acordo com a reivindicação 20, em que a dinâmica de efeito óptico (254) compreende mudança de cor ou mudança da cor.
22. 22. Um aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-21, em que os flocos magnéticos compreendem pelo menos um dos flocos reflectivos, flocos de difracção, flocos absorventes, flocos marcados e flocos que mudam de cor. Lisboa, 31 de Maio de 2016