CN101003224B - 用于定向磁片的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种印刷装置，该装置包括带有光滑、平坦的外表面，用于在载体，例如油墨连结料或者涂料连结料中取向磁片，以在高速、线性的生产过程中产生光学可变图案的旋转磁辊。图像能在高价值文件例如钞票中提供安全特征。使用辊的磁化部分定向油墨中的磁片，其中可以通过嵌在非磁性辊体或者辊的柔软的磁性盖的选择性磁化部分中的永磁体来形成所述辊的磁化部分。在一些实施例，辊被组装成多个可互换组件，其中所述可互换组件可以包括旋转磁体。磁片的选择性定向可以获得多种光学效应，其在装饰或者安全应用方面是有用的。

Description

用于定向磁片的装置

相关申请的交叉参考

本发明要求2006年1月17日提交的临时专利申请号为601759,356、名称为“Magnetic Rollers For AlignmentOf Dispersed Magnetic Particles And Patterned OpticalSecurity Image Device With Illusion OfDepth”的优先权和2006年10月24日提交的专利申请号为11/552,219、名称为“Patterned Optical Structureswith Enhanced SecurityFeatures”的优先权。在此通过参考，将这些申请全部结合入本发明中。

本专利申请是2006年10月24日提交的专利申请序列号为11/552,219的申请的部分接续申请；而申请序列号为11/552,219的申请为2005年12月20日提交的专利申请序列号为11/313,165的申请的部分接续申请；申请序列号为11/313,165的申请为2004年12月22日提交的、申请序列号为11/022106、当前公开号为2005/0106367的美国专利申请的部分接续申请；申请序列号为11/022106的申请是2003年3月11日提交的申请序列号为10/386,894、2006年5月23日授权的、当前专利号为7,047,883的专利的部分接续申请；专利号为7,047,883的专利要求2002年9月13日提交的、临时申请序列号为60/410,546的美国专利和2002年9月13日申请的、临时申请序列号为60/410,547的美国专利以及2002年7月15日提交的、临时申请序列号为60/392,210的优先权，在此通过参考，将这些申请所披露的全部内容结合入本发明中。

本申请是2005年1月31日提交的、申请序列号为11/047,389、当前公开号为2005/0128543的专利申请的部分接续申请；申请序列号为11/047,389的申请是2003年11月10日提交的、申请序列号为10/705,610的专利申请的接续申请；申请序列号为10/705,610的申请是2000年1月21日提交的、申请序列号为09/489,250的专利申请的分案申请，在此将这些申请所披露的全部内容结合入本发明中。

发明领域

本发明通常涉及光学可变颜料、薄膜、器件和图像，并且更特别地涉及一种用于排列或者定向磁片的器件，例如在涂敷或者印刷过程中用以获得光学错觉效应的器件。

发明背景

光学可变器件被广泛应用于各种应用中，既包括装饰应用也包括效用应用。光学可变器件可以不同的方式制造以获得多种效应。光学可变器件的例子包括印在信用卡上的全息图和可信软件文件、印在钞票上的变色图像和例如摩托车头盔和车轮盖的增强表面外观。

光学可变器件可以被制成膜或者箔，该膜或者箔被模压、冲压、粘合或者粘附到物体上，也可以使用光学可变颜料将其制成。一种类型的光学可变颜料通常被称为变色颜料，因为恰好用这样的颜料印刷的图像的表观颜色随视角或者照明的倾斜而改变。通常的例子是在20美元钞票的右下角用变色颜料印刷的“20”，其用作防伪器件。

一些防伪器件是隐蔽的，而其他的意图则被注意到。不幸的是，一些意图被注意到的光学可变器件并不被广泛了解，因为这些器件的光学可变外观并不十分引人注目。例如，使用变色颜料印刷的图像的变色在均匀的荧光灯下并未被注意到，但是在直射阳光中或者在单点照明下则更明显。因为接受者可能没有意识到其光学可变特征，或者因为在某种条件下伪钞可能与真钞看起来基本相似，这就使伪造者更容易将不具有光学可变特征的伪钞蒙混过关。

光学可变器件也可以由磁性颜料制成，在向所述磁性颜料(一般在载体例如油墨连结料(ink vehicle)或者涂料连接料(paint vehicle)中)施加磁场后，其会随磁场取向。但是，采用磁性颜料的涂敷大多数用于装饰目的。例如，磁性颜料的使用被描述用于生产具有装饰特征的着色盖车轮，其看上去具有三位立体形状。当涂料介质仍是液态时，通过对产品施加磁场，在着色的产品上形成了图案。涂料介质具有分散的磁性非球状颗粒，通常被称为片，其沿磁力线排列。磁场具有两个区域。第一区域包括平行于表面取向并按所需形状的图案排列的磁力线。第二区域包括不平行于着色产品的表面并在图案周围排列的磁力线。为了形成图案，具有与所需形状一致的形状的永磁体或者电磁体被放在印刷品下方，以当涂料仍湿的时候，在磁场中定向分散在涂料中的非球状磁性颗粒。当涂料变干时，当入射到涂料层上的光线受到取向的磁性颗粒的不同影响时，图案在着色产品的表面是可见的。

类似的，已经描述了在含氟聚合物基质中生产片状磁性颗粒的图案的过程。当用液态形式的合成物涂覆产品时，具有所需形状的磁体被放在衬底的下侧。被分散在液态有机介质中的磁片平行磁力线自取向，倾斜于原始平面方向。这种倾斜从垂直于衬底表面的方向变化到原始方向，包括片基本上平行于产品的表面。当重新定向的片在涂层中没有提供三位立体外观时，平面取向的片将入射光反射回给观察者。

当这些途径描述了用于在涂层中形成类似三维图像的方法和装置时，他们并不适用于高速印刷过程，因为他们本质上为批量处理。

专利号为3,873,975、由麦克罗斯等人申请的、1975年3月25日授权的美国专利公开了一种用于防伪文件，例如信用卡、飞机票等的鉴定和识别的磁性系统，其在具有磁性可探测的固定信息图案的记录介质中使用防伪图案的磁记录。通过提供具有非磁性衬背的片和其上包含磁各向异性的可磁化颗粒的层来制备这样的记录介质，，所述的可磁化颗粒暂时不能旋转。层中位于选定位置上的可磁化颗粒通过经由临近旋转圆筒的片被磁性取向以形成固定信息图案如字母数字符号。该圆筒具有多个安装在圆筒非磁性外表面上的小永磁体，圆筒具有的图案与固定信息图案相对应，当其临近层时，使磁体取向来在层中提供基本的不定向磁场。当片经由临近圆筒时，圆筒被旋转以在层中磁场以使可磁化颗粒在选择的位置上物理排列来在层中植入固定信息图案。植入的图案形成了能够磁性阅读用于文件确认的防伪特征。

麦克罗斯等人公开的装置虽然能够通过记录介质中的取向磁性颗粒来连续磁性印刷预先确定的二维防伪图案，但是存在一些缺点。

首先，麦克罗斯器件只能磁性植入复制安装在圆筒上的磁体的几何排列的基本二维图案，每个磁体本质上只能提供植入磁层的图案的“点”。如果利用这个技术来提供预先确定的基本三维(3D)或提供带有可变或光学错觉效应的光学图像所需要的复杂的磁片排列，诸如旋转的物体和带有立体感的图像时会非常困难。

其次，在麦克罗斯等人的器件中，磁体安装在圆筒的外表面上，因此从那里凸出。这在接触式印刷时非常不便，当圆筒与片接触时，可能在一些压力下，其上的磁层被破坏。

再次，由于在麦克罗斯器件中磁体固定附在圆筒的表面上，不能用于形成可由旋转磁体产生的错觉图像，如2006年8月4日申请的与本专利同时待审的申请号为11/278,600的美国专利中所述，在此通过参考，将这些申请全部结合入本发明中。

申请号为EP1 493 590的欧洲专利描述一种用于在包含磁性颗粒的涂层中产生磁性感应图案的方法和装置，也使用可旋转圆筒将磁性颗粒按预定的图案定向。该器件包含复合永磁性材料的主体，永磁性材料具有至少一个雕刻有与所需标记相对应的图案的平面或曲面。永磁性材料在垂直表面的方向被磁化。由雕刻造成的表面的不规则性导致了最终磁场在方向和强度上的改变。这些改变导致湿油墨不同部分磁性颗粒不同的取向，使具有与雕刻的形状相对应的形状的图像的形成成为可能。该器件可以是安装在印刷机的可旋转圆筒上的永久磁化的柔性片，带有具有位于圆筒外表面的表面不规则的标记形状的雕刻表面。然而EP1 493 590的方法具有一定的局限性。在永磁材料上雕刻的过程需要的步骤很麻烦，此外，雕刻表面的印刷通常直接复制雕刻的标记或图形，并且在可以产生的光学效应方面受到限制。例如，这个发明的发明人发现当根据EP1493590的方法使用变色油墨印刷时，变色效应的结果非常差。变色效果具有最佳的外观，如大的色变和高色度值，当提供效果的颗粒与衬底表面平行或几乎平行时，使用EP1 493 590的器件难以实现。

因此提供一种用于高速联动印刷和着色的装置是必要的，该装置将磁性颜料片按预定的基本3D图案重新定向，以提供光学错觉和/或可变效应，并且不涉及使用带有突出磁体的印刷表面。

提供一种用于高速联动印刷的可旋转的辊也是必要的，该辊易于组装和拆卸以形成不同光学图像的组合和光学可变或错觉光学效应。

本发明的另一目的是提供一种用于连续联动印刷的装置，该装置采用旋转磁体将磁片按预定的基本3D图案定向以提供具有立体感的光学图像。

发明内容

根据本发明，提供一种用于在印刷过程中定向存在于印刷在衬底上的流体载体中的磁片的装置，该装置包括旋转辊，其用于定位成外表面与衬底接近，所述辊包括一个或者多个磁化部分，用于产生预定结构的磁场，该磁场从辊的外表面发出进入衬底，以将磁片按所选图案定向，其中辊的外表面基本上是平的，用于在线性印刷过程中提供与横跨辊的外表面的衬底的基本均匀的接触。

根据本发明的一个方面，旋转辊包括多个非磁化部分分开的磁化部分或者用于产生预定结构磁场的辊的不同磁化部分，该预定结构的磁场发散进入衬底，用于将衬底上的磁片按形成图像和/或错觉光学效应的预定图案排列。

根据本发明的一个方面，旋转辊包括被磁性材料柔性片包住的圆筒，其被选择性地磁化以提供辊的磁化部分。

根据本发明的另一个方面，旋转辊包括非磁性材料的圆筒，其具有一个或者多个形成在其中的腔和定位在所述一个或者多个腔中用于形成辊的一个或者多个磁化部分的一个或者多个永磁体，所述一个或者多个永磁体被定型用于产生预定结构的磁场。

根据本发明的另一方面，旋转辊包括多个可分拆并列安置的辊部件，其用于形成辊的圆筒，其中每个辊部件包括一个或者多个磁化部分，用于产生预定结构的磁场，该预定结构的磁场从辊的外表面发散进入衬底，以将磁片按所选图案定向；辊的外表面基本上是平滑的，用于在线性印刷过程中为横跨辊外表面的衬底提供均匀的接触；辊部件是可以互换的，用于在衬底上形成磁片图案的不同组合。磁化部分可由位于腔内的一个或者多个永磁体在辊部件内形成，每个磁体都被定型，用于在衬底中或衬底周围提供预定的磁场结构，其中所述衬底中分散有磁片。

根据本发明的一个方面，一个或者多个腔被定型以固定地容纳与圆筒外表面平齐的一个或者多个永磁体。

根据本发明的一个方面，一个或者多个磁体包括第一磁体，其相对于辊的圆筒的外表面凹进。

根据本发明的一个方面，一个或者多个磁体包括第一磁体，其被旋转地安装定位在其中一个腔内，和在印刷过程中用于在腔内旋转第一磁体的装置，以在线性印刷过程中提供由第一磁体形成于衬底上的图像立体感效应。

根据本发明的一个方面，辊部件被旋转安装在带有轴承的轴上，该装置进一步包括第一齿轮装置，用于绕轴旋转辊的圆筒，以及第二齿轮装置，其通过轴耦合到第一磁体，用于当辊绕轴旋转时，绕垂直于辊外表面的轴旋转第一磁体。

根据本发明在此方面的一个实施例，腔，其中第一磁体被旋转定位，沿径向延伸形成从轴到第一部件外表面的通道。所述装置进一步包括旋转定位于通道内的轴和齿轮装置，该轴具有外端，在此外端处连接有其中一个永磁体，以及内端，当所述部件被绕轴旋转时，齿轮装置旋转性地将此轴与用于旋转其中一个永磁体的轴耦合，齿轮装置用于使辊的圆筒绕所述轴旋转。

本发明的另一方面提供了一种用于在印刷过程中定向存在于印刷在衬底上的流体载体中的磁片的装置，所述装置包括旋转辊，其用于定位成使外表面接近衬底，所述辊包括：包括腔的柱状体，被旋转定位在腔中的磁体，用于产成预定结构的磁场，该磁场从辊的外表面发散进入衬底；和，一种装置，用于在印刷过程中在腔中旋转磁体，所述印刷过程用于定向能在衬底上形成带立体感图像的预定图案中的磁片。

附图说明

参考代表其中的优选实施例的附图，将更详细描述本发明，其中：

图1a是根据本发明的实施例的包含磁辊的线性印刷装置的简化侧视图；

图1b是用于图1a中所示的装置中的带有磁性组件的辊的一个实施例的简化透视图；

图2a是包含植入永磁体的磁棍的简化透视图；

图2b是图2a中所示的带有具有星形外表面的植入磁体的辊的一部分的简化透视图；

图2c是根据本发明的一个实施例用于印刷错觉三维图像的磁性组件的简化侧视图；

图2d是根据本发明的另一个实施例用于印刷错觉三维图像的磁性组件的简化侧视图；

图3是根据本发明的一个实施例具有选择性磁化外壳的辊的简化透视图；

图4a是将被称为“触发器”的印刷图像的简化截面图；

图4b是带有立体感的印刷“滚动条”图像的简化截面图；

图4c是从具有两极方向的磁化片发出的磁场的图示；

图5a是根据本发明的另一个实施例包含静态磁体的辊的部件的侧面截面图；

图5b是图5a所示的辊部件的透视图；

图5c是分段的辊组件的简化图；

图6a是根据本发明的另一个实施例包含旋转磁体的的辊部件的侧面截面图；

图6b是图6a所示的辊部件的透视图；

图7a是带有旋转磁体的部分装配的辊的透视示意图；

图7b是带有旋转磁体的完全装配的辊的透视示意图；

图8a是分散在印刷在衬底上的薄油墨层中的磁性颗粒呈轴对称半球形取向的示意图；

图8b是在磁体绕垂直轴完成一个旋转，同时将片状油墨施加在其上的片被放置在圆顶形场中后，三个旋转角度的相同旋转磁体的透视图；

图8c和8d是带有半球形排列印刷物的照片；

图9a是带有连续环绕辊的环形磁体的部分装配的分段辊的透视示意图；

图9b是带有连续环绕辊的环形磁体的完全装配的分段辊主体的透视示意图；

图10是根据本发明的实施例使用图8a所示的辊在线性印刷装置中沿衬底延伸的连续图像的印刷的简单示意图；

图11a是具有穿过工作表面的连续磁体的辊的简化透视图；

图11b是图11a所示的辊的简化侧面图；

图12是根据本发明的实施例使用图11a所示的辊在线性印刷装置中穿过衬底延伸的连续图像的印刷的简单示意图。

具体实施方式

现在将讲述本发明中的装置的典型实施例：在连续线性过程中，用于定向印刷在衬底上的颜料、油墨或其他流体载体中的磁片的装置，首先参考图1a-1c。

图1a是根据本发明的实施例的印刷装置200的一部分的简化侧视图。本发明的装置中的一个重要部分是磁棍，在此可以理解为一个具有磁化部分和非磁化部分或不同磁化部分的辊。在此使用的本发明中的辊相关的术语“磁化部分”指一个永磁体植入到辊中，或辊的选择性磁化的部分临近其表面，或辊的另一成形部分具有不同于辊周围区域磁性的预定磁性，以形成从辊发出的预定磁场轮廓。

在图1a中所示的印刷装置中，本发明中的辊210具体化为一个压辊210。所说的压辊210包含磁体202，204，206和208，他们位于压辊210的内部，按与印刷图像220关联的图案排列形成辊的磁化部分。衬底212，如连续的纸张、塑料膜或层压片，在印刷筒214和压辊210之间高速移动。印刷筒214从源容器216中获得相关的液体颜料或油墨215的厚层213；液体颜料或油墨215包含片状磁性颜料或片，例如美国专利6,808,806或同时待审的美国专利申请系列号为20040051297，20040166308，20050123755和20060194040的专利中所描述的，在此通过参考一并结合入本专利。术语“磁性颜料”通常指按磁场取向的颜料。为便于讨论，术语“印刷”和“印刷的”通常描述载体中的颜料施加到表面上，其可以包括其他技术，包括的其他技术可能指“着色”。

片优选能够反射的和在光学透明油墨基底中能够磁性排列或取向，以下称其为载体，只要油墨或颜料保持液态。片也可以是吸收性的和/或衍射的，例如共同拥有的美国专利6,902,807中描述的，在此通过参考一并结合入本专利，并且可以包括加入油墨中的防伪颗粒(taggant)或者带有防伪标记的片(taggent flakes)，例如同时待审的美国专利申请2005/0037192和2006/0035080中描述的，和/或变色片。

颜料或油墨通过刀片218分散成所需的厚度加到印刷筒214上。与本发明一致，油墨连结料215可以是透明的或染色的。在印刷筒214和压辊210之间印刷的过程中，具有湿油墨或者涂料层38(此后也被称为流体载体)的衬底212被移动进入磁场中而形成错觉图像。当湿油墨暴露于磁场或电场中时，颜料中的扁平的磁场或电场可取向颗粒沿场的磁力线排列。因此，压辊中的磁体定向(也就是选择性排列)印刷图像220的至少一部分中的磁性颜料片。优选的，磁性部分的磁场，例如206，从辊的外表面向衬底212发出，该磁场被设计为需要的、所需的或预定的结构以将来磁片按所选的图案取向，例如，提供错觉光学效应。当衬底从压辊210和印刷筒214外部出来时，一个张紧轮222一般用于维持需要的衬底张力，衬底上的图像由干燥器224干燥。干燥器可以是加热器，例如，或者油墨或颜料可以是能经受紫外线的，安装紫外线灯。

在另一个实施例中，包括磁性部分例如磁体202，204，206和208来排列流体载体38中的片的圆筒可以用作或取代张紧器222而不是用作压辊202。也是在另一个实施例中，磁辊能用作装置200中位于干燥器224和印刷筒214之间的第三圆筒。

图1b所示为一个可用于装置200中的磁辊232，已经在美国专利7,047,883中予以描述，此专利已经被转让给本申请的受让人，并且通过参考被结合入本发明中。辊可以是印刷筒或者张紧轮，如结合图1所述，或者是印刷系统中在油墨或者涂料被固定之前与印刷衬底接触的另一个辊。用螺钉242将磁体组件234，236，238，240，241附在辊上，该螺钉允许磁体组件改变而不从印刷机移除辊。磁体组件可以被配置用以产生触发器234、236图像或者旋转条238图像，或者可以是图案化磁性材料240、241，其能在印刷衬底上产生图案化图像，或者是其他选择性的磁性结构。辊上的磁性结构被排列成片或者卷以为印刷在带有磁性片的衬底上的区域提供所需的磁场图案。错觉图案代表平平坦的图案，其跟随辊的圆周曲线。

辊232的外表面244充分平坦或光滑对其应用是有利的，否则其可能潜在地使衬底212变形或者破坏。对于这些应用，优选外表面244没有任何突出部分，以使辊和衬底在整个辊的外表面上充分平滑地接触。

因此，在本发明的一个优选实施例中，永磁体被置入辊的圆筒体内，以提供具有所需预定结构的磁场，其用于形成所需的图像或者光学效应。作为选择，在另一个优选实施例中，带有合适的、可磁化的表面材料的辊在预定图案中被选择性磁化。在此后的描述中，我们将描述辊的不同实施例，所述辊具有磁性部分和充分平坦的外表面，用于在连续联动印刷过程中定向磁片，例如，使用装置200。嵌入或者插入辊中，或者以其他方式连接到辊上的永磁体的不同结构，以及辊的选择性磁化部分，将在此以后指辊的被磁化的或者带磁性的部分，或者简化为磁化或者磁性部分。优选，在此以后参考图2a-11描述的磁辊的外表面是充分平坦的，并且不具有突出部分，偏离最佳拟合圆柱表面小于+\-0.5mm，并且优选小于+\-0.1mm。

根据本发明，磁辊可以被分成两类：不连续辊和连续辊。不连续辊具有一个或者多个磁性部分，例如被定位成临近辊外表面的磁体或者磁体组件，并且与辊的非磁性或者不同磁化部分彼此空间分离。不连续辊是一种用于以重复方式在衬底上形成多个图像或者光学效应的辊，例如类似象棋盘，其中每个单独图像或者辊的单独图像的一部分被排列在磁场的边缘内，该磁场从辊的特定磁性部分发出通过辊的外表面进入衬底，例如，如图2c和2d示意性所示。连续辊提供连续印刷，例如在衬底上沿衬底表面生成连续线或者带，即，按图1a中的衬底212移动的方向，或者穿过衬底，例如，按垂直于图1a平面的方向或者与其成一角度。

根据本发明的另一方面，磁辊可以被构造成带有连接或者嵌入磁体的固体单元，或者构造成带有内置磁体系统中的磁辊的几个相同或者不同部分的组件。可组合的磁辊的方便之处在于其灵活性：带有一个特定磁性部分结构的部件的辊易于拆卸和再次重装，同时包括具有不同磁性部分的部件，以形成衬底上图像和/或光学效应的不同组合。

不连续辊中的磁体或者磁体组件可以被保持静止，即相对于辊体静止，或者被旋转定位于腔中，所述腔位于辊的筒体内，用于在印刷过程中在衬底下的筒体内旋转或者转动，以此后所述的，以赋予图像显著的立体感。

图2a示意性地示出了根据本发明的实施例的用于定向磁片的磁棍332。磁棍332具有实心圆筒体301，此后也指优选非磁性材料的圆筒构件或者滚筒，在其中形成了多个腔，即从其外表面333打磨体301。预定形状的永磁体，如用于形成所需片的图案所需的，例如，磁体302和303被插入腔中，如辊332的阴影区域所示，形成了辊332的磁性部分。在图2a中，显示腔具有隐形区域，磁体被插入其中，例如，磁体302、303和335，带有体301的一部分中的图案，其显示有利于观察者说明磁体的位置，例如，圆柱磁体302和菱形磁体335，在滚筒301内。所述腔具有永磁体的预定形状和尺寸，并且磁体是静态的，并被固定不动地保持在其中。在一些实施例中，可以通过胶、螺钉和支架等将磁体302和303固定在其位置上，或者通过牵引被压配并保持在其位置上。永磁体302、303，虽然通过说明的方式显示具有圆柱和矩形形状，至少其外表面被成形，例如如箭头335所说明的，用于产生预定结构的磁场，以当辊被用于印刷装置200中时，在所需的三维图案中定向磁片。在一些实施例中，辊被安装在带有轴承的轴304上，轴承未在图中示出，被固定连接到辊上的齿轮305被进一步提供用于在印刷过程中绕轴304旋转辊332。

在一个实施例中，磁体302和303被定位成与体301的外表面333平齐，这样其中带有磁体303和302的辊332的外表面充分平，用于使其在线性印刷过程中在整个外表面上与衬底212充分均匀接触。术语“接触”在这里指两个表面间的直接或者间接接触，即，通过中间片或者板。在另一个实施例中，至少磁体302和303中的一个相对于滚筒301的外表面333是凹进的，凹处由非磁性填充物填充，例如，环氧(树脂)、锡、铜或者其他物质，以使所述辊的外表面如上述一样充分平。使不同磁体离油墨层具有不同距离的能力利于产生由单个磁片排列所提供的不同类型的光学效应。一般，用于形成能提供明显图像转换的片排列，例如用于形成触发器图像，油墨-磁体的距离应当最小。但是，为了形成图像或者光学效应，其中图像中的过渡应当被消除，例如，为了在旋转条图像中提供立体感，磁体优选被定位成离油墨层有较大的距离，例如对于取决于特定图需要的旋转条图像，所述距离在0.125”到0.75”之间。对旋转条和触发器图像，以及用于其制造的磁体排列，例如，在共同拥有的美国专利7,047,883中，对他们进行了描述，在此通过参考将其合并入本发明中。

图2b是在辊中嵌入了磁性组件244的辊332’的部分截面简化透视图。磁性组件具有星形横截面积，其表面244’基本上与辊的外表面平齐。磁性组件可以是定形的永磁材料，如图2c所述或者具有镍铁钼超导磁合金、钼-金属或者类似材料的端面，如以下图2d所述。辊按第一箭头246的方向旋转，纸或者膜衬底按第二箭头250的方向移动。包括磁性颜料片的油墨区域252被印刷在衬底上。当辊接近衬底时，磁场位于星形磁体组件的表面上，并且星形中的错觉光学特征254在此区域中形成。在优选实施例中，当磁性组件与衬底接触时，磁性颜料片被固定。

在一个实施例中，错觉光学效应是星形的，其具有比印刷区域的物理厚度深得多得外观深度。这样的星形可以形成，例如，磁体244的外表面244’相对于辊332的外表面凹进。

图2c是一个计算机模拟的带有永磁体258的磁性组件256的侧视图，磁性组件256通过镍铁钼超导磁合金或其他高渗透性材料的组成图案的末梢260直接向衬底248提供磁场。模拟的磁力线262只是为图解而示出。一些“超磁体”是坚硬、易碎，并且通常难以加工成复杂的形状。镍铁钼超导磁合金比诸如NdFeB的磁体更容易加工，由此能提供具有足够磁场强度的复杂的磁场图案来将磁性颜料片按所需的图案排列。同时镍铁钼超导磁合金的低剩余磁化和类合金性使其易于加工。

图2d是计算机模拟的带有成形的永磁体258’的磁性组件264的侧视图。磁体的整个长度没有被定形，但是只有能在衬底248上产生磁场图案的部分被定形。虽然一些通常用于形成永磁体的材料都难以加工，但是至少在末梢部分能形成简单的图案。其他的形成永磁体的材料是能加工的，并且可以提供足够的磁场强度来产生所需的光学错觉效果。相似的，利用粉末冶金技术磁体合金能被铸造或成形为相对复杂的形状。

本发明的另一个实施例示于图3。根据该实施例磁辊353通过将带有选择性磁化部分503的磁性材料的柔性片502环绕优选由非磁性材料制成的圆筒构件或滚筒501来制成。柔性材料通常没有磁化，远离部分503、片502包覆滚筒501，并且由压敏胶固定在表面。在包覆前，片502的区域503选择性磁化直到具有预定形状的片502磁化部分形成，在这里通过举例的方法以美元的标记来说明。装配好的辊352具有由片502的外表面形成的光滑连续(或无中断)的表面。需要的时候，带有一个磁化图案的片可以方便的由另一个代替。在另一个实施例中，可磁化的材料的柔性片502首先按一个磁性取向均匀磁化，然后预定形状的片均匀磁化过的部分按另一个或多个磁性取向选择性磁化，因此辊352的磁化部分通过片502不同磁化部分互相分离。

这种形成磁辊的方法有很多优点。片502中通过选择磁化形成的磁体不需要雕刻或移除材料来改变磁场。目标、标识或标记的图像503在片502的磁性材料内形成，所以当场用于排列颜料或油墨中的片时磁体提供与目标、标识或标记相对应的场，如在同时待审的美国专利申请(18-230)中描述的那样，在此通过参考将这些申请全部结合入本发明中。有利的是，通过选择性磁化编码入柔性磁性片502的目标、标识或标记是不可见的，但是是存在的而且会产生磁场，该磁场对场中置于衬底上的片进行排列以复制目标、标识或标记。磁性片502提供了辊352自然平整的外表面，没有凸起或凹进，由此使辊352与印刷装置200的衬底212紧密接触时即使施加了压力也没有使衬底变形的风险。同时另案待审的美国专利申请11/560,927提供了片502的不同的选择性磁化方法，来形成用于将衬底上的磁片按预定或选择的图案排列的磁化部分，从而提供变化的图像和/或光学效应。

通常的，根据本发明由辊磁化部分或其他部分在衬底上产生的磁片图案形成了衬底上的目标、标识或标记图像，或将例如立体或者运动的错觉效应加在用磁性油墨印刷在衬底上的图像。在一些实施例中，图像在以不同观察角度或不同照明角度观看时具有动态光学效应。当油墨被光源照明和被用裸眼或光学仪器观察时，不同排列的类似片形所谓磁性颜料颗粒或片反射出与入射光不同的光。颗粒的一部分因此相对于衬底取向，对于光源和观察者它反射入射光线进入观察者的眼睛。印刷的颗粒的另一部分以不同方向反射光，因为将光线相对观察者的方向倾斜了不同的角度。当带有印刷涂层的衬底相对于光源或观察者倾斜时，颜料颗粒的第一部分就不再将光反射向观察者。当第二部分颗粒开始将光线反射向观察者时，这些颗粒开始将光线反射向不同的方向。当颗粒在油墨层中逐渐取向时，衬底的倾斜导致了错觉运动效应的出现。当颗粒沿在预定图案中定形的磁体的磁力线排列时，被印刷的层的一部分重复磁体的形状产生了三维效果。在这一区域中，好象图像从衬底中出来走向观察者。

印刷错觉图像的例子

作为举例，图4a、b所示为利用上文描述的参考图1a、2a-3中辊的实施例能产生的一些图像或光学效果。图4a是示于美国专利7,047,883中被称为触发器的印刷图像20的简化横截面图，并且它是一个通过定向印刷在衬底上的流体载体中的磁片来产生动态光学效应的例子。片在截面图中示为短线。图不未按比例画出。典型的片可以20微米宽和大约1微米厚，因此图只是为了举例。

触发器包含第一印刷部分22和第二印刷部分24，被过渡区25分开。颜料片26被载体28包围，油墨连结料或颜料连结料被平行于第一部分的第一平面排列，并且第二部分的颜料片26平行于第二平面排列，这导致了能利用具有预定形状的磁场产生磁片的基本三维图案，其中所述磁场从具有预定形状的磁化部分的上述磁辊的外表面发散，这种磁性结构的例子见于美国专利7,047,883。

通常的，片从垂直于其平面方向观看看上去是亮的，沿平面的边缘看是暗的。例如，从照明源30发出的光被反射离开第一区域的片到达观察者32处。如果图像如箭头34所示的那样倾斜，第一区域22中的片将连续可见，同时光会被反射离开第二区域24中的片。因此，在第一观察位置第一区域看起来亮并且第二区域看起来暗，同时在第二倾斜的观察位置场会反转，第一区域变暗而第二区域变亮。这能提供令人吃惊的视觉效果。相似的，如果颜料片是变色的，当在第一观察或照明角度，其一部分会呈现第一种颜色并且另一部分是另外的颜色，并且所述部分在第二观察或照明角度时能呈现颜色变化。构造衍射片的过程在美国专利6,692,830中有详细描述。美国专利申请20030190473描述了彩色衍射片的制作方法。生产磁性衍射片的方法类似于衍射片的生产，然而其中的一层需要有磁性。

载体典型的是透明的，不管是无色的或带颜色的，并且片典型的具有相当的反射能力。例如，载体可以是绿色而且片可以包括金属层，如铝、金、镍、铂或合金的膜，或可以是金属片，如镍或合金片。从金属层上反射经过绿色载体的光能呈现出亮的绿色，同时另一部分被连续观察的片看起来可能呈现暗绿色或其他颜色。如果片仅仅是无色载体中的金属片，图像的一部分就可能看上去象亮的金属，而另一部分呈现暗色。可选择的，金属片可以涂覆有带颜色的层，或片可以包括光学干涉结构，如吸收体-间隔体-反射体的法布里-珀罗(Fabry-Perot)型结构。

图4b是根据本发明的另一个实施例的出于讨论的目的被称为“滚动条”的动态光学器件的印刷图像42的简化横截面图。图像包括印刷在衬底29上并被透明载体包围的颜料片26，颜料片以弯曲方式排列在基本上复制了菲涅尔圆柱反射镜的反射面的图案中。在触发器中，将光从颜料片表面反射到观察者的滚动条区域看上去比没有直接将光反射到观察者的区域亮，产生了从抛光的金属圆柱反射光的印象。这一图像产生了看上去移动的光带或者光条，或者假定固定照明光源，当图像相对于视角倾斜时，整个图像“滚动”。

条也可以看上去具有深度，即使其被印刷在平面上。事实上的(virtual)深度可以看上去比印刷图像的物理厚度大很多；图像的这方面特性被称为错觉光学效应。在所选图案中倾斜的片反射光以提供通常所指的立体或者三维效应。三维效应可以通过以下方式获得：将单个定形的磁体或者多个磁体放在例如辊332的腔中的、离开纸或者带有印刷在流体载体中的衬底上的磁性颜料片的其他衬底一段距离的向内凹进的位置上。颜料片沿磁力线排列形成预先设定的三维图案，从而在处置(例如烘干或者固化)载体之后产生三维图像。当图像倾斜时，其常看起来是移动的。因此可能形成动态三维图像。

作为选择，基本上三维效应可以通过将所选区域或者包住辊352的可磁化上片502的区域进行合适的磁化来获得，这样从选择性磁化部分的上表面发散的磁场将基本上复制凹进的合适形状的永磁体或者磁体的磁场。例如，图4C是被选择性地磁化的片30，其中形成了片的被磁化部分，其显示具有高密度的磁力线，这样从片30发散的磁场基本上是具有在片30的平面内两级取向的磁场。

部分辊

现在参照5a-c，本发明的另一方面提供了分段的磁辊，其用于在预定图案中排列磁片。这种具有分段的、在图5C的横截面图中示意性地被示出的磁辊具有圆筒420，在此也称为圆柱构件或者滚筒，其被组装或者由多个圆柱辊部件400形成，其中圆柱辊400被可分拆地并列安置，用于形成辊410的圆筒。在图5C中，滚筒410被显示例如由3个圆柱辊部件形成。每一个部件400都具有一个或者更多的腔，用于在其中插入预定形状的永磁，如上所述参照图2a所示的实心辊。辊部件400被安装在如图4a、4b、4c所示的轴403上，并且并排位于其上。有利地，组装辊中的辊部件是可以互换的，因此可以在印刷期间形成不同的图像。

图5a和5b示意性地示出了单个辊部件400，在此实施例中，辊部件400具有通常是圆筒形的非磁性体402，所述非磁性体具有腔，有预定形状的永磁被固定位置并被容纳在腔中。腔410，在本说明书中被指与位于其中的各自的磁体具有相同的参考标号，在辊部件400的外表面444开口。出于解释的目的，位于各自形状的腔内的磁体401被显示是锥形的。在其他的实施例中，磁体可以是适于在预定图案中定向磁片以提供所需图像或者光学效应的任何形状。辊部件400在一侧凹进以形成环形开口，或者凹进处450可被用来使磁体容易地插入腔中。辊部件403具有位于中心的、为轴403提供的圆柱通道，其通过最终组件410延伸，并且在其上可以移动安装其他其他圆柱部件。部件400每个都具有一套插脚和与之匹配的孔405，他们一起形成第一锁扣装置，该装置用于互相锁住固定了相对取向的组装中的辊部件，以使其与轴403一起旋转。单个部件的插脚404进入另一部件的锁扣部分中的相应的孔405，如图5C所示，从而实现辊的完整性。在其他实施例中，可选择的锁扣装置被用于在部分辊组件410中彼此相互旋转固定辊部件。

提供第二锁扣装置，用于在轴403上锁住部件400，以使其与轴一起旋转。在所示的实施例中，第二锁扣部分由钥匙406形成，其延伸进入合适形状的狭缝中，该狭缝由辊部件的非磁性体402和轴403提供，从而阻止部件400绕轴403旋转。作为选择，钥匙406可以与非磁性体402或者从其中突出的轴403集成。分段辊使部件400与如图4c所示的不同磁体结构组装，其中不同形状的暗阴影区域代表所需的不同形状的永磁体，该磁体用于在衬底212的磁性层中形成磁场感应图像或光学效应的特殊图案。

上述的分段方法对于制造带有磁体的辊是非常有帮助的，所述磁体在辊内绕轴旋转，该轴通常垂直于辊的外表面，因此在线性印刷过程中，当辊的旋转使磁体接近衬底位置时，如例如图1a磁体206所示，此时磁体的外表面在衬底212的面内旋转。

另一个带有旋转磁体的辊部件510的实施例如图6a和6b所示，其中图6提供了辊部件510的透视图，而图6a显示了辊610的横截面。一个辊部件510的帽型部件体501被球形轴承503旋转定位或者安装在轴502上。轴502具有静态安装在其上，例如压配的第一45°锥齿轮。部件体501接收来自固定连接在那里的齿轮505的旋转力矩并被小齿轮驱动(附图中未示出)。部件体501具有一个或者更多的腔506，其沿半径方向延伸形成从部件501的外表面544朝向轴502的通道。圆柱形轴507被定位在通道506内。轴507被球形轴承508旋转性地耦合到部件体501。永磁体509被连到轴507的一端，磁体509此后也被称为第一磁体。在一些实施例中，第一磁体相对于辊的圆筒的外表面凹进。在轴507的另一个端部提供又一个45°锥齿轮。他们形成了齿轮装置，此后也被称为第二齿轮装置。用于将第一磁体509和轴502耦合，当辊绕轴旋转时，用于使第一磁体绕垂直于辊610的外表面的轴旋转。在最终的辊组件中，覆盖片511包住了辊部件510，该组件如图7a和7b所示，使分段的辊的外表面光滑平坦。在不同的辊组件中，覆盖片511可以具有不同的厚度以使磁体506与衬底212间存在一段间隔，而与磁体强度、油墨粘度、颜料颗粒磁特性、压制运行速率和其他因素无关。磁体506优选在部件体501中内凹，因此其外表面与覆盖片511之间留有缝隙。齿轮505，此后被称为第一齿轮装置，被用于使辊610的圆筒绕轴502旋转。

当齿轮505被驱动时，其在轴502上旋转仍保持静止的部件体501；部件体501的旋转运动由锥齿轮504、510传递给轴507，其绕他们沿半径方向取向的轴旋转，从而使圆柱通道或者腔507中的磁体509旋转，同时随着部件501以圆周轨迹绕轴501沿类似行星的轨迹移动，产生所需的圆顶形结构的磁场，该磁场从辊的外表面发散出，并在预定位置进入衬底212，此时，辊的旋转使磁体接近衬底，其中衬底中分散有磁性可取向片。在另一个实施例中，磁体509可以独立于辊体的旋转被驱动，例如，被电动马达或者例如放在部件体501中的马达驱动。

图7a和7b示意性地示出了由辊部件510组装的区域化的磁辊610。辊的每一个部件都具有一套相互匹配的插脚和孔(未在图6a和图7b中示出)，他们与图5a和5b中所述的插脚和孔类似。辊部件510被并排一起组装到轴503上，以形成圆筒，在这里也称为辊610的圆柱构件。组装的部件然后由覆盖层511覆盖，该覆盖层包住了部件，以当磁体509凹进时，形成磁辊610，并为磁辊610提供光滑平坦的外表面。图7a显示了部分组装的辊，而图7b显示了完整的组装辊。在图7a和图7b中，出于说明的目的，覆盖层511显示具有切口。

旋转磁体能够方便地用于形成圆顶形磁场，能够用于定向形成菲涅尔反射体的环形图案的磁片，因此形成了具有立体感的半球形图像，就如共同受让的共案待审美国专利申请11/278,600中描述的。图8a复制于该申请，示出了磁性颗粒323的轴对称半球形排列，所述磁性颗粒323被分散在油墨324的薄层中，所述油墨324被印刷在衬底235上，该衬底在位于印刷的非凹面菲涅尔镜布置中。参照数字321代表具有从旋转的磁体326、例如沿箭头327的方向旋转发散出的线322的场的横截面。根据本发明，磁体326位于图中未示出的磁辊的腔中，它的旋转轴通常垂直于辊轴。图8b是另一个利用旋转磁体370来形成发散到衬底377的圆顶形磁场311来构造带有立体感的半球形图像的图例。磁体370具有矩形截面，在旋转过程中示于三个不同位置370a，370b和370c。磁体的旋转角速度要基本上高于辊的旋转角速度，其中旋转磁体被定位，以便在旋转磁体接近衬底期间，在衬底上的油墨中的磁性颜料能“受到”旋转磁体的平均圆顶形磁场311的作用。图8c和8d是印刷物的照片，其具有由旋转磁体产生的逐渐改变的磁片倾斜，其中所述磁体同心定向磁片以形成基本上是菲涅尔抛物面反射镜的图案，从而提供立体图像。更特别地，图8c是上边缘朝向观察者倾斜的照片，而图8d是上边缘远离观察者倾斜的照片。

虽然上述参照图6a-7b的说明涉及分段的磁辊，本发明的其他实施例提供了下述的磁辊，其中一个或者更多旋转磁体被定位在形成于辊实心圆筒内的腔中，或者由固定互相连接的单独部件组装形成。

因此，本发明的这一方面通常提供一种用于在印刷过程中定向存在于印刷在衬底上的流体载体中的磁片的装置，该装置包括旋转辊，用于定位成外表面接近衬底，所述辊包括：包括腔的圆筒，旋转定位在腔内、用于产生从辊的外表面发散进入衬底的、具有预定结构的磁场；以及用于在印刷过程中在腔内旋转磁体的装置，该磁体用于将磁片在预定图案中定向以在衬底上形成立体图像。

连续印刷

在此描述的实施例中，辊的磁性部分，在此也被称为磁体，他们在感观上是离散的，其边缘部被辊的非磁性材料包围。这样的磁体适于形成其中分散有磁性油墨或者涂料的衬底的表面局部图像或者光学效应，图像例如是物体、标识、标记、立体球等。但是，这样离散的磁体不适用于在沿着或者横跨整个衬底212的连续区域上印刷。用于此目地所组装的磁体需要磁性颗粒能随衬底的移动连续排列。

如我们所知，这样的辊组件可以包括沿着或者横跨整个磁辊置入的永磁体。在图9a和9b中示出了辊710，其能在面内印刷过程中使磁片沿衬底排列，例如在衬底移动方向排列。辊710由多个部件701组装或者形成，每一个部件都具有环形磁化部分702。在图9a中示出了部分组装辊710，带有磁性环702的部件701被组装在轴703上。部件701被用钥匙锁在轴703上，钥匙并未在图9a和9b中示出。驱动齿轮704被连接到辊710上，以使辊旋转。图9b示出了不带盖的完全组装的辊710。辊的磁化部分702沿圆周方向绕辊710延伸以形成连续带，或者形成环，以在线性印刷过程中在衬底上提供连续图像。

定形为环的702的磁化部分可以通过使用实心环形磁体来形成，或者可以通过组装小的例如图9a和图9b示意性所示的矩形磁体来形成。这些磁体可以具有并排的，例如沿轴701或者半径方向的磁化方向。

图10示意性地示出了本发明中的使用辊710进行现场连续印刷的装置的实施例的工作过程。如所说明的，辊中环形磁性部分的总数决定了在衬底705中印刷的可见行数量。在图10中，带有磁性环702的辊710被定位在衬底705下方，其他的印刷装置未在图中示出，但可能与图1a中所示的装置200类似。带706由从磁化部分或者磁性环702上发散的磁场印刷在衬底705的表面上，其中磁场定向了在沿磁力线方向与辊相对的衬底的表面上分散的磁片。如图10所示，用磁性油墨或者涂料印刷衬底顶部的带705，带是暗的，因为油墨中的磁性颗粒并未被辊的磁场取向，其反射的大部分光被散射掉。辊707在由箭头707所示的方向旋转，衬底在708所示的方向移动。进入辊所产生的磁场时，油墨或者涂料中的磁性颗粒被沿磁场方向取向，在本特殊实施例中，其沿衬底平面取向，在此平面内，衬底和辊接近并接触。磁性颗粒沿衬底表面的取向提高了其感知反射的能力，印刷带变亮，如图10中衬底下部中所示。

在其他实施例中，磁辊可以包括带有连续磁性环702的辊组件和具有离散的、被选择形状的磁体的辊组件，以在衬底上形成局部图像或者光学效应和连续光学特征的组合，例如带705。

在另一个实施例中，环形磁性部分可以通过在可变形的可磁化片中选择性磁化来形成，其中可磁化片外覆有此前参照图3所述的辊的实心体。

图11a和11b示意性地示出了磁辊的实施例810，其中辊的磁化部分803在辊的整个工作表面上沿其旋转轴从工作表面的一端延伸到另一端。这里所使用的术语“工作表面”指辊的外表面或者其中在印刷过程中与衬底接触的部分。辊的圆筒801具有沟槽802，其中插入了长形磁体803。沟槽801和磁体802可以具有匹配的锥形。作为选择，磁体可以通过螺钉或者粘结剂被固定，或者使用本领域技术人员公知的合适方法固定。当被安装在印刷装置上时，辊可以位于衬底之上或者衬底之下。

图12示意性地示出了包括辊810的印刷装置的一部分，带有被插入沟槽802的磁体的辊810被定位在衬底804下面。衬底804接近带有湿磁性油墨的带805，由磁性辊右前方的其中一个压印站印刷在衬底上。当带进入磁场时，颜料颗粒沿磁场方向自取向。如果磁体803在垂直于辊轴并与其外表面正切的平面内被磁化，取向的结果是颗粒开始以由磁场形状决定的方式反射入射光。在图12所示的特殊实施例中，颗粒变得取向以产生上述的“滚动条”效应。

用于固化带有取向颗粒的湿油墨的系统在本申请的附图中没有被详细示出，以将重点放在磁辊设计原理方面。但是，其不得不安装在辊附近。在一些实施例中示出了横跨整个带有油墨的衬底的窄区域，其中所述油墨包括正好位于辊最后四分之一区域之上的取向颗粒。在其他实施例中，它可以被安装在离磁辊有一些距离处。

应该被理解的是本发明中每一个前述的实施例可能都利用了其他实施例的一部分。当然，可以不背离本发明的精神和范围预想大量其他的实施例。

Claims (22)

1.一种用于在线性印刷过程中定向磁片的装置，其中所述磁片位于被印刷在衬底上的流体载体中，所述装置包括：

旋转辊，用于定位成外表面接近所述衬底，所述旋转辊包括多个可分拆的、并排定位的辊部件，其用于形成所述辊的圆筒，其中每个辊部件包括一个或者多个用于产生具有预定结构的磁场的磁化部分，所述磁场从所述辊的所述外表面发散进入所述衬底，以按所选图案定向所述磁片；

其中所述辊的所述外表面是平的，以在所述的线性印刷过程中、在横跨整个所述辊的外表面上使所述外表面与所述衬底均匀地接触；以及

其中所述辊部件是可以互换的，以在衬底上形成所述磁片图案的不同组合。

2.根据权利要求1所述的装置，进一步包括轴，多个所述辊部件中的每一个都被安装在所述轴上。

3.根据权利要求2所述的装置，其中至少其中一个所述辊部件包括：具有一个或者多个腔的非磁性体；和，被定位在所述一个或者多个所述腔中用于形成所述辊的一个或者多个所述磁化部分的一个或者多个永磁体；其中所述一个或者多个永磁体被定形以产生具有所述预定结构的所述磁场。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述一个或者多个腔被定形以固定容纳与所述圆筒的外表面齐平的所述一个或者多个永磁体。

5.根据权利要求3所述的装置，其中所述的一个或者多个永磁体包括第一磁体，其相对于所述辊的所述圆筒的外表面凹进。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述的第一磁体被旋转定位在各自的所述腔内，进一步包括用于在所述印刷过程中旋转位于所述腔中的所述第一磁体的装置，其中所述装置用于提供在所述线性印刷过程中由位于所述衬底上的所述第一磁体形成的图像的立体感。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述的用于旋转所述第一磁体的装置包括电动马达。

8.根据权利要求5所述的装置，其中所述的辊部件被旋转安装在所述带有轴承的轴上，进一步包括：

第一齿轮装置，用于绕所述轴旋转所述辊的所述圆筒；和

第二齿轮装置，其与带有所述轴的所述第一磁体耦合，用于当所述辊绕所述轴旋转时，绕垂直于所述辊的所述外表面的轴旋转所述第一磁体。

9.根据权利要求8所述的装置，其中：

所述第一磁体被定位在其中的所述腔，沿半径方向延伸，形成从所述轴到所述至少其中一个所述辊部件的所述外表面的通道；

所述装置进一步包括：

被旋转定位在所述通道内的轴，所述轴具有外端和内端，其中所述永磁体中的一个被连接到所述外端上。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述的第一齿轮装置包括安装在所述轴上的第一锥齿轮和安装在所述轴的所述内端的第二锥齿轮。

11.根据权利要求2所述的装置，其中所述的辊部件具有第二锁扣装置，其用于将所述辊部件锁在所述轴上以随所述轴一起旋转。

12.根据权利要求1所述的装置，进一步包括包覆所述辊部件的柔软的非磁性材料片，其用于使所述辊具有平的外表面。

13.根据权利要求1所述的装置，其中所述辊部件具有第一锁扣装置，其用于在固定的相对取向互相锁住所述辊部件以使其一起旋转。

14.根据权利要求1所述的装置，其中所述一个或者多个磁化部分沿圆周方向绕所述辊延伸以形成连续带，以在所述线性印刷过程中在所述衬底上提供连续图像。

15.根据权利要求1所述的装置，其中所述被选择的图案形成了物体、标志或者标识图像。

16.根据权利要求15所述的装置，其中当在变化的视角或者在变化的照射角观察时，所述图像能提供动态光学效应。

17.根据权利要求16所述的装置，其中所述图像包括滚动物体或者触发器。

18.根据权利要求16所述的装置，其中所述的动态光学效应包括色移或者色变。

19.根据权利要求15所述的装置，其中所述的图像具有错觉光学效应。

20.根据权利要求19所述的装置，其中所述错觉光学效应是超出所述衬底厚度的立体感。

21.根据权利要求1所述的装置，其中所述磁片包括反射片、衍射片、吸收片、带有防伪标记的片和变色片中的至少一个。

22.一种用于在线性印刷过程中定向磁片的装置，其中所述磁片位于被印刷在衬底上的流体载体中，所述装置包括：

旋转辊，用于定位成外表面接近所述衬底，所述辊包括：

圆筒，其包括腔；

磁体，其被旋转定位在所述腔中，以产生具有预定结构的、从所述辊的所述外表面发散进入所述衬底的磁场，以及，

用于在所述印刷过程中在所述腔内旋转所述磁体的装置，该磁体用于在预定图案中定向所述磁片以在所述衬底上形成带有立体感的图像。

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