KR20230175238A - 마이크로 광학 리세스를 정밀하게 잉크 도포하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

3차원 마이크로 광학 구조물을 잉크 도포하기 위한 방법은 제1 안료 농도를 갖는 제1 체적의 제1 복사선 경화성 잉크(207)를 3차원 아이콘 층(201)의 제1 부분에 분사하는 단계로서, 3차원 아이콘 층의 제1 부분은 제1 체적 충전 요구사항을 갖는, 제1 체적의 제1 복사선 경화성 잉크를 분사하는 단계, 제2 체적의 제1 복사선 경화성 잉크(209)를 3차원 아이콘 층의 제2 부분에 분사하는 단계로서, 3차원 아이콘 층의 제2 부분은 제2 체적 충전 요구사항을 갖는, 제2 체적의 제1 복사선 경화성 잉크를 분사하는 단계, 3차원 아이콘 층으로부터 과잉의 복사선 경화성 잉크를 블레이딩하는 단계, 및 남은 복사선 경화성 잉크를 복사선 경화시키는 단계를 포함한다.

Description

마이크로 광학 리세스를 정밀하게 잉크 도포하기 위한 시스템 및 방법

본 발명은 마이크로 광학 보안 디바이스(micro-optic security device)를 제조하는 것에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안료 물질(pigmented material)이 아이콘 층(icon layer)의 부조 구조(relief structure)(예를 들어, 공극, 골 또는 리세스)에 침착되어 마이크로 스케일(예를 들어, 1㎛ 내지 50㎛)의 아이콘 특징부를 형성하는 하나 이상의 층을 포함하는 마이크로 광학 보안 디바이스를 제조하는 것에 관한 것이다.

문서의 위조 방지를 위해 재현하기 어려운 진품 표식을 포함하는 구조적 특징을 지닌 여권, 지폐 및 기타 문서(이하 "보안 문서")를 강화하는 것은 보안 문서 설계 분야에서 기술적 과제와 개선 기회의 지속적인 원천으로 남아 있다. 역동적이고(즉, 보는 각도에 따라 외관이 변할 수 있고) 3차원 외관을 갖는 이미지를 생성하도록 수천 또는 수백만 개의 소규모 마이크로렌즈(예를 들어, 직경 50 마이크로미터 정도의 렌즈)의 어레이를 통해 아이콘 물질 층을 볼 수 있게 하는 홀로그램, 색상 변화 및 기타 광학 효과를 제공하는 격자, 및 합성 확대경과 같은 마이크로 광학 디바이스는 재현하기 어려운 진품 표식의 대중적이고 효과적인 형태를 구성한다.

이러한 마이크로 광학 디바이스는 일반적으로 무엇보다도 일련의 부조 구조를 포함하는 아이콘 층을 주조 경화한 다음, 부조 구조를 하나 이상의 안료 물질로 충전하고, 과잉 안료 물질을 블레이딩 처리하여 마이크로렌즈 또는 기타 소규모 초점 요소 층의 피치와 정확하게 일치하는 고대비, 고해상도 이미지 패턴을 아이콘 층의 충전된 공극에 생성함으로써 생산된다. 아이콘 층의 부조 구조의 작은 규모로 인해 상당한 제조 문제가 발생하여 위조자 및 기타 악의적인 행위자가 아이콘 층을 재현하는 것이 불가능하지는 않더라도 극도로 어렵다.

그러나 본질적으로 그라비아 인쇄 기술을 확장하여 안료 유체(pigmented fluid)로 부조 구조가 있는 표면을 플러딩 코팅(flood coating)하고 코팅된 표면을 닥터 블레이딩(doctor blading)하여 과잉 안료 유체를 부조 구조에 주입하는 동시에 (스퀴지와는 다르지 않음) 부조 구조 위의 표면으로부터 과잉 안료 액체를 제거함으로써 아이콘 층을 잉크 도포(inking)하는 공정은 잘 이해되고 있고 마이크로 광학 보안 디바이스를 대규모로 제조할 수 있게 할 정도로 마스터되어 있지만 그 한계와 기술적 과제가 없지는 않다. 층을 플러딩 코팅하고 나서 표면을 블레이딩하여 아이콘 층을 잉크 도포하는 것과 연관된 기술적인 문제는 줄무늬가 형성되는 것을 포함한다. 종이에 전통적인 그라비어 인쇄를 수행하는 데 사용되는 잉크와 달리, 마이크로 광학 보안 디바이스의 아이콘 층을 잉크 도포하는 데 사용되는 안료 유체는 종종 (그라비어 인쇄 잉크에 비해) 안료 입자 농도가 높은 복사선 경화성 유체 중합체를 포함한다. 안료 농도가 높으면 아이콘 층의 표면에 도포된 잉크의 플러딩 코팅에 너무 큰 안료 입자 또는 안료 입자 덩어리가 존재할 위험이 높아진다. 이런 일이 발생하면 닥터 블레이딩 단계 동안 아이콘 층의 부조 구조로 들어가는 것이 아니라 대형 입자 또는 안료 입자 덩어리가 대신 아이콘 층의 표면을 가로질러 드래그되어 아이콘 층에 안료 줄무늬가 형성된다. 이러한 줄무늬는 생산 실행의 일부 또는 전부를 망칠 수 있다.

과잉 안료 유체를 플러딩 코팅하고 닥터 블레이딩하는 것을 통해 아이콘 층을 잉크 도포하는 것과 연관된 기술적 과제에는 추가로 블레이딩 유체가 일반적으로 재사용이 불가능하여 사용된 안료 유체의 대부분이 낭비된다는 것이 포함된다. 도포된 안료 유체의 대부분을 낭비하는 것과 연관된 비용과 비효율성 외에도, 과잉 안료 유체를 도포하는 것과 연관된 기술적인 문제에는 안료 유체가 인쇄 기계의 작업 표면에 남아서 떨어져 생산 실행을 방해할 수 있는 위험이 포함된다. 아이콘 층의 전체 표면을 안료 유체로 플러딩한 다음 과잉분을 블레이딩하여 아이콘 층을 잉크 도포하는 것과 연관된 제한 사항에는 제1 색상으로 아이콘 층을 잉크 도포하는 공정을 통해 모든 부조 구조를 완전히 충전하기 때문에 이후 제2 색상의 안료 유체를 사용하여 잉크 도포할 공간이 남아 있지 않아서 여러 색상 아이콘을 생성하는 것이 완전히 불가능하지는 않더라도 종종 매우 어렵다는 것이 포함된다.

따라서, 아이콘 층에 미경화 안료 물질의 배치 및 체적을 더 잘 조절하는 마이크로 광학 아이콘 층을 잉크 도포하기 위한 시스템 및 방법을 개발하는 것이 이 기술 분야에서 기술적 과제의 원천이자 개발 기회로 남아 있다.

본 발명은 마이크로 광학 구조의 충전된 리세스를 정밀하게 잉크 도포하는 개선된 공정의 실시형태를 예시한다.

제1 실시형태에서, 3차원 마이크로 광학 구조물을 잉크 도포하기 위한 방법은 제1 안료 농도를 갖는 제1 체적의 제1 복사선 경화성 잉크를 3차원 아이콘 층의 제1 부분에 분사하는 단계로서, 3차원 아이콘 층의 제1 부분은 제1 체적 충전 요구사항을 갖는, 제1 체적의 제1 복사선 경화성 잉크를 분사하는 단계, 제2 체적의 제1 복사선 경화성 잉크를 3차원 아이콘 층의 제2 부분에 분사하는 단계로서, 3차원 아이콘 층의 제2 부분은 제2 체적 충전 요구사항을 갖는, 제2 체적의 제1 복사선 경화성 잉크를 분사하는 단계, 3차원 아이콘 층으로부터 과잉의 복사선 경화성 잉크를 블레이딩하는 단계, 및 남은 복사선 경화성 잉크를 복사선 경화시키는 단계를 포함한다.

제2 실시형태에서, 3차원 마이크로 광학 구조물을 잉크 도포하기 위한 장치는 제트 분배기 및 이 제트 분배기에 통신 가능하게 연결된 제어기를 포함하고, 제어기는 제트 분배기를 제어하여 제1 안료 농도를 갖는 제1 체적의 제1 복사선 경화성 잉크를 3차원 아이콘 층의 제1 부분에 분배하는 동작으로서, 3차원 아이콘 층의 제1 부분은 제1 체적 충전 요구사항을 갖는, 동작, 및 제트 분배기를 제어하여 제2 체적의 제1 복사선 경화성 잉크를 3차원 아이콘 층의 제2 부분에 분배하는 동작으로서, 3차원 아이콘 층의 제2 부분은 제2 체적 충전 요구사항을 갖는, 동작을 수행하도록 구성된다.

제3 실시형태에서, 마이크로 광학 보안 디바이스는 기재, 및 이 기재 위에 형성된 3차원 아이콘 층을 포함하고, 3차원 아이콘 층은 제1 부분에 제1 복수의 리세스, 및 제2 부분에 제2 복수의 리세스를 포함하고, 제1 복수의 리세스의 리세스는 제1 체적 충전 요구사항까지 제1 안료 농도를 갖는 복사선 경화성 잉크로 충전되고, 제2 복수의 리세스의 리세스는 제2 체적 충전 요구사항까지 복사선 경화성 잉크로 충전된다.

다른 기술적 특징은 이하의 도면, 상세한 설명 및 청구범위로부터 당업자에게는 쉽게 명백해질 수 있다.

아래의 상세한 설명을 시작하기 전에, 본 특허 명세서 전반에 걸쳐 사용된 특정 단어 및 문구의 정의를 제시하는 것이 유리할 수 있다. "결합"이라는 용어와 그 파생어는 두 개 이상의 요소가 서로 물리적으로 접촉하는지 여부에 관계없이 두 개 이상의 요소 사이의 임의의 직접 또는 간접 연통을 의미한다. "구비하고" 및 "포함하고"라는 용어와 그 파생어는 제한 없이 포함함을 의미한다. "또는"이라는 용어는 총괄적인 용어로서, "및/또는"을 의미한다. "~와 연관된"이라는 문구와 그 파생어는 ~를 구비하는, ~ 내에 구비되는, ~와 상호 연결되는, ~을 함유하는, ~ 내에 함유된, ~에 또는 ~와 연결되는, ~에 또는 ~와 결합되는, ~와 연통하는, ~와 협력하는, ~에 끼워넣는, ~와 병치하는, ~에 근접하는, ~에 또는 ~와 속박되는, ~을 갖는, ~의 속성을 갖는, ~와 관계를 갖는, 등등을 의미한다. 항목의 목록과 함께 사용될 때 "~ 중 적어도 하나"라는 문구는 나열된 항목 중 하나 이상의 항목의 다양한 조합이 사용될 수 있음을 의미하고, 목록에는 단 하나의 항목만이 필요할 수 있다. 예를 들어, "A, B, C 중 적어도 하나"는 A, B, C, A 및 B, A 및 C, B 및 C, A 및 B 및 C 조합 중 임의의 것을 포함한다.

다른 특정 단어 및 문구에 대한 정의는 본 특허 명세서 전반에 걸쳐 제공된다. 당업자라면 대부분 경우는 아니지만 많은 경우에 이러한 정의가 이러한 정의된 단어 및 문구의 이전의 사용뿐만 아니라 미래의 사용에도 적용된다는 것을 이해해야 할 것이다.

본 발명과 그 장점을 보다 완전히 이해하기 위해, 이제 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 나타내는 첨부 도면과 함께 이하의 설명을 참조한다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 마이크로 광학 보안 디바이스의 일례를 도시한다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 3차원 아이콘 층을 정밀하게 잉크 도포하는 일례를 도시한다.
도 3은 본 발명의 특정 실시형태에 따른 3차원 아이콘 층의 리세스를 정밀하게 잉크 도포하기 위한 장치의 일례를 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다양한 실시형태에 따라 3차원 아이콘 층의 리세스에 구역별로 잉크를 도포하는 일례를 도시한다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 다양한 실시형태에 따라 비네트 효과(vignette effect)를 생성하기 위해 3차원 아이콘 층의 리세스를 정밀하게 잉크 도포하는 일례를 도시한다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일부 실시형태에 따라 동적 특징을 갖는 기계 판독 가능 코드를 제공하기 위해 3차원 아이콘 층의 리세스를 정밀하게 잉크 도포하는 일례를 도시한다.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 다양한 실시형태에 따라 3차원 아이콘 층을 피드백 수정 정밀 잉크 도포하는 일례를 도시한다.

아래에 설명된 도 1 내지 도 8e 및 본 발명의 원리를 설명하는 데 사용된 다양한 실시형태는 단지 예시를 위한 것일 뿐, 어떠한 방식으로든 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 당업자라면 본 발명의 원리가 적절하게 배열된 임의의 보안 문서에서 구현될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명은 다양한 실시형태로 설명되었지만, 당업자라면 다양한 변경과 수정을 제안할 수 있을 것이다. 본 발명은 본 청구범위에 속하는 이러한 변경과 수정을 포함하도록 의도된다.

도 1은 본 발명의 특정 실시형태에 따른 장치 및 방법을 사용하여 구성된 아이콘 구조를 포함하는 광학 보안 디바이스(100)의 구획의 일례를 도시한다.

도 1의 비제한적인 예를 참조하면, 광학 보안 디바이스(100)는 복수의 주조 초점 요소(105)(예를 들어, 초점 요소(107)를 포함함)와 주조 이미지 아이콘(120)(예를 들어, 이미지 아이콘(121)을 포함함)의 배열을 포함한다. 다양한 실시형태에 따르면, 복수의 초점 요소(105)의 각각의 초점 요소는 이미지 아이콘(120)의 배열의 하나 이상의 이미지 아이콘이 위치된 풋프린트를 갖는다. 다양한 실시형태에 따르면, 복수의 초점 요소(105)의 각각의 초점 요소는 대략 50㎛의 직경을 가지며, 일부 실시형태는 25㎛ 이하의 직경을 갖는다. 집합적으로, 복수의 초점 요소(105)의 초점 요소는 이미지 아이콘(120)의 부분을 확대하여 모아레 확대 효과("합성 확대 이미지" 또는 보다 간단히 "합성 이미지"라고도 함)를 생성하며, 여기서 개별적인 현미경 이미지 아이콘은 복수의 초점 요소(105)에 의해 집합적으로 확대되어 보는 각도의 변화에 동적으로 반응하는(예를 들어, 움직이거나 색상이 변화하는 것처럼 보이는) 이미지를 생성한다. 모아레 확대 효과를 제공하는 광학 보안 디바이스의 구성 구조의 소규모 및 엄격한 제조 공차를 고려할 때, 많은 악의적인 행위자는 광학 보안 디바이스(100)의 위조 버전을 생산할 수 없다. 특정 실시형태에서, 초점 요소(105) 또는 이미지 아이콘(120) 중 하나 이상은 주조 마스터와 기재 사이에 수지 주조 매체를 주조함으로써 형성된다.

특정 실시형태에 따르면, 복수의 초점 요소(105)는 마이크로 광학 초점 요소의 평면 어레이를 포함한다. 일부 실시형태에서, 복수의 초점 요소(105)의 초점 요소는 마이크로 광학 굴절 초점 요소(예를 들어, 평면-볼록 또는 GRIN 렌즈)를 포함한다. 복수의 초점 요소(105)의 굴절 초점 요소는 일부 실시형태에서 1.35 내지 1.7 범위의 굴절률을 갖는 광 경화된 수지로 제조되고, 5㎛ 내지 200㎛ 범위의 직경을 갖는다. 다양한 실시형태에서, 복수의 초점 요소(105)의 초점 요소는 5㎛ 내지 50㎛ 범위의 직경을 갖는 반사형 초점 요소(예를 들어, 매우 작은 오목 거울)를 포함한다. 이 예시적인 예에서, 복수의 초점 요소(105)의 초점 요소는 원형 평면-볼록 렌즈를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 다른 굴절 렌즈 기하 구조, 예를 들어, 렌티큘러 렌즈도 이용 가능하며 본 발명의 고려된 범위 내에 있다.

도 1의 예시적인 예에 도시된 바와 같이, 이미지 아이콘(120)의 배열은 복수의 초점 요소(105)의 초점 요소의 풋프린트 내의 미리 결정된 위치에 위치된 이미지 아이콘(이미지 아이콘(121) 포함) 세트를 포함한다. 다양한 실시형태에 따르면, 이미지 아이콘(120)의 배열의 개별 이미지 아이콘은 하나 이상의 미리 결정된 보는 각도 범위와 연관된 투사점으로부터 복수의 초점 요소(105)를 통과하는 구조화된 광(예를 들어, 시준된 UV 광)의 초점 경로와 연관된 광 경화된 물질의 영역을 포함한다. 다양한 실시형태에 따르면, 이미지 아이콘(120)의 배열의 개별 이미지 아이콘은 구조화된 이미지 층 내에 제공되고, 구조화된 이미지 층은 마이크로 및 나노 규모 체적의 안료 물질을 유지하기 위한 유지 구조물 역할을 하는 공극, 메사 또는 포스트 중 하나 이상을 포함한다.

도 1의 예시적인 예에 도시된 바와 같이, 특정 실시형태에서 광학 보안 디바이스(100)는 광학 스페이서(110)를 포함한다. 다양한 실시형태에 따르면, 광학 스페이서(110)는 복수의 초점 요소(105)의 초점 요소의 초점면 내에 또는 그 주위에 이미지 아이콘(120)의 배열의 이미지 아이콘을 위치시키도록 작동하는 실질적으로 투명한 물질의 막을 포함한다. 본 발명에 따른 특정 실시형태에서, 광학 스페이서(110)는 이미지 아이콘(120) 또는 복수의 초점 요소(105)의 배열 중 하나 이상의 배열을 형성하기 위해 광 경화성 물질의 하나 이상의 층이 도포될 수 있는 제조 기재를 포함한다.

다양한 실시형태에 따르면, 광학 보안 디바이스(100)는 이미지 아이콘(120)의 배열의 이미지 아이콘 사이의 공간을 차지하는 광 경화된 보호 물질의 하나 이상의 영역을 포함한다. 일부 실시형태에서, 이미지 아이콘(120)의 배열이 먼저 형성된 다음, 이미지 아이콘(120)의 배열의 이미지 아이콘 사이의 공간을 충전 위해 투명한 광 경화성 물질의 층이 도포된 후 플러딩 경화되어 보호 층이 생성되고, 이 보호 층은 이미지 아이콘이 복수의 초점 요소(105)의 초점 요소의 풋프린트 내 위치에서 이동되는 것을 방지한다. 특정 실시형태에서, 이미지 아이콘(120)의 배열을 형성하는 데 사용되는 광 경화성 물질은 안료를 함유하는 자외선(UV) 경화성 중합체이다. 아이콘 층을 잉크 도포하기 위해 안료 유체로서 사용되고 안료를 함유할 수 있는 중합체의 예로는 이소데실 아크릴레이트, 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 폴리에스테르 테트라아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 및 헥산디올 디아크릴레이트를 포함하지만 이로 제한되지 않는다. 굴절 초점 요소(107)를 형성하기에 적합한 물질의 추가 예로는 아크릴, 아크릴화 폴리에스테르, 아크릴화 우레탄, 에폭시, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리에스테르 및 우레탄과 같은 실질적으로 투명하거나 투명하고 안료를 함유하거나 무색인 중합체를 포함한다.

일부 실시형태에서, 이미지 아이콘(120)의 배열은 광학 보안 디바이스(100)를 보안 문서의 일부로서 기재(150)에 부착하기 위한 인터페이스를 제공하도록 작동하고 이미지 아이콘(120)의 배열을 보호하고 안전하게 하는 제2 기재(130)에 부착된다.

본 발명에 따른 특정 실시형태에서, 광학 보안 디바이스(100)는 밀봉 층(140)을 포함한다. 특정 실시형태에 따르면, 밀봉 층(140)은, 하위 표면에서 복수의 초점 요소(105)의 초점 요소와 인터페이스하고, (예를 들어, 평활하거나, 국부적 기복이 초점 요소보다 더 큰 곡률 반경을 갖는 표면을 가짐으로써) 복수의 초점 요소(105)보다 더 적은 곡률 변화를 갖는 상위 표면을 포함하는 얇은(예를 들어, 2㎛ 내지 50㎛ 두께의 층) 실질적으로 투명한 물질을 포함한다. 다양한 실시형태에 따르면, 밀봉 층(140)의 상위 표면은 셀룰로스 물질을 포함하는 표면에 초음파 용접될 수 있는 열가소성 물질로 형성된다.

도 1의 비제한적인 예에 도시된 바와 같이, 특정 실시형태에서 광학 보안 디바이스(100)는 기재(150)에 부착되어 보안 문서(160)를 형성할 수 있다. 다양한 실시형태에 따르면, 기재(150)는 목재 펄프, 면 섬유, 린넨 섬유, 아마 섬유, 사이잘삼 섬유, 대마 섬유, 아바카 섬유, 코조 섬유, 미츠마타 섬유, 대나무 섬유 또는 케나프 섬유와 같은 셀룰로스 물질을 포함하는 적어도 하나의 표면을 갖는 물질 시트를 포함한다.

도 1은 다양한 실시형태에 따른 광학 보안 디바이스(100)의 일례를 제공하지만, 본 발명은 이로 제한되지 않는다. 정밀하게 잉크로 도포된 마이크로 구조화된 리세스를 포함할 수 있는 적어도 하나의 표면을 포함하는 다른 광학 보안 디바이스(예를 들어, 홀로그램, 박막 효과를 제공하는 디바이스, 회절 기반 광학 효과를 생성하는 디바이스)는 본 발명의 고려된 범위 내에 있다.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 마이크로 구조화된 리세스를 정밀하게 잉크 도포하는 양태를 도시한다. 상호 참조의 편의를 위해, 도 2a 내지 도 2c 중 둘 이상의 공통 요소에는 유사하게 번호가 매겨져 있다.

도 2a의 예시적인 예를 참조하면, 아이콘 층(201)에서 잉크로 도포되지 않은 구획이 도면에 도시되어 있다. 다양한 실시형태에 따르면, 아이콘 층(201)은, 기재 또는 다른 지지체 상에 도포되고 주조 마스터로 각인(impressed)되고 복사선(가장 일반적으로 자외선 광)에 노출되어 주조 마스터의 돌출된 부분의 정확한 음각인 복수의 부조 구조(예를 들어, 부조(205))를 갖는 실질적으로 평면형 구조를 형성하는 주조 경화된 물질(예를 들어, 폴리아크릴레이트)의 단면을 포함한다. 주조 경화 제조를 통해 아이콘 층에 엄격히 정합된 소규모(예를 들어, 폭 1㎛ 내지 50㎛ 및 10㎛ 내지 50㎛) 리세스를 일관되게 제조할 수 있으며, 이 리세스는 안료 물질로 충전되어 리소그래피와 같은 종래의 인쇄 기술로는 일반적으로 달성할 수 없는 정밀도 수준과 규모의 이미지를 형성할 수 있다.

도 2b의 설명적인 예를 참조하면, 본 발명에 따른 특정 실시형태에서, 본 명세서의 다른 곳에서 논의된 바와 같이 유체를 낭비하고 너무 큰 안료 입자 또는 안료 입자 덩어리가 아이콘 층에 걸쳐 줄무늬를 형성할 위험이 있는 방식인, 아이콘 층(201)을 제1 색상의 안료 물질의 단일 층으로 플러딩하는 것이 아니라, 안료 물질은 (예를 들어, 0.002mm²만큼 낮은 점적 크기로 다양한 점도의 물질 점적 체적을 분배할 수 있는 MTA 자동화 제트 분배기와 같은 압전 플런저가 있는 마이크로 규모의 제트 분배기 또는 잉크젯을 사용하여) 아이콘 층의 미리 결정된 위치에 적응적으로 분사된다. 예를 들어, 제1 체적의 제1 색상(207)의 안료 유체는 아이콘 층(201)의 제1 영역에 도포되는 반면, 제2 체적의 제2 색상(209)의 안료 유체는 아이콘 층(201)의 제2 영역에 도포된다. 본 명세서의 다른 곳에서 논의된 바와 같이, (예를 들어, 제트 분배기를 사용하여) 아이콘 층에 안료 유체를 선택적으로 도포하는 것은 코팅과 블레이딩에 의해 아이콘 층을 잉크 도포하는 것에 비해 다수의 기술적 개선을 제공한다. 제트 분배기를 사용하면 도포 직전에 심한 안료를 함유하는 유체의 여과를 개선할 수 있다. 이것은 특정 제트 분배기가 도포기 내의 필터를 통해 분배될 유체를 순환시키고, 큰 입자와 작은 입자 덩어리가 도포기를 막는 경향이 있기 때문이다. 따라서 특정 제트 분배기에 내장된 여과와 대형 입자가 종종 분배 제트를 통과할 수 없다는 사실은 대형 안료 입자 및 대형 안료 입자 덩어리와 연관된 줄무늬 형성 문제를 크게 완화한다. 추가로 아이콘 층에 안료 유체를 소규모의 점적으로 분배함으로써 다양한 색상의 안료 유체를 구역별로 도포할 수 있어서 동일한 아이콘 구조의 복사본에 다양한 아이콘을 형성할 수 있다. 실용적인 수준에서, 이는 주조 경화 아이콘 층(예를 들어, 아이콘 층(201))을 위한 주조 마스터를 설계하고 제조하는 것과 연관된 높은 비용 및 기술적 문제를 고려할 때 매우 바람직할 수 있다. 정밀하게 잉크 도포하는 것을 통해, 예를 들어, 새로운 색상 배합, 색상 효과(예를 들어, 본 명세서에 설명된 비네트 효과)를 도입하거나 일련 번호 또는 추가 진품 표식을 통해 단일 아이콘 구조를 가진 다수의 상이한 보안 디바이스를 만들 수 있다. 이러한 방식으로 주어진 주조 마스터의 유효 수명을 연장할 수 있으며, 주어진 아이콘 구조를 이용한 마이크로 광학 보안 디바이스의 보안성을 향상시킬 수 있다. 추가로, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 채워지지 않은 아이콘 층(201)에 안료 유체의 별개의 체적을 분사함으로써, 아이콘 층에 도포되는 안료 유체의 양은 부조 구조의 밀도(즉, 아이콘 층의 일부 부분은 더 많거나 더 깊은 리세스를 가질 수 있으므로 다른 부분보다 "더 목마르다(thirsty)") 및 아이콘 층(201)의 잉크 적용 범위에 관한 실시간 피드백을 포함하지만 이로 제한되지 않는 다양한 구현별 요인에 응답하여 제어되고 조정될 수 있다.

도 2c의 예시적인 예를 참조하면, 도 2b에 도시된 바와 같이 안료 유체를 구역별로 도포한 후, 아이콘 층(201)의 상위 표면(211)은 닥터 블레이딩 처리되어 과잉 안료 유체가 제거되어, 안료 유체로 충전된 리세스(예를 들어, 충전된 리세스(213))가 남는다. 사용된 안료 유체에 따라, 아이콘 층(201)은 안료 유체의 가교를 유도하여 안료 유체를 유체로부터 안정된 고체로 변환시키기 위해 (예를 들어, 자외선 또는 적외선 복사선으로) 조사될 수 있다.

도 3은 본 발명의 다양한 실시형태에 따라 아이콘 층의 부조 구조(예를 들어, 도 2의 아이콘 층(201)의 부조 구조(205))를 정밀 피드백 조절 잉크 도포하기 위한 장치(300)의 일례를 도시한다. 도 3의 예는 본 발명의 특정 실시형태를 예시하며, 도 3에 도시된 것보다 더 많거나 더 적은 구성요소 또는 다른 구성요소의 구성을 갖는 실시형태도 본 발명의 고려된 범위 내에 있다.

도 3의 예시적인 예를 참조하면, 장치(300)는 제어 파일(예를 들어, 아이콘 층(301)의 래스터 표현 또는 이미지 파일)에 의해 지정된 좌표에 소량의 안료 유체를 분배하도록 구성된 마이크로 규모의 제트 분배기(305)(예를 들어, 소규모 잉크젯 인쇄 헤드 또는 압전 플런저 유형 디바이스)를 포함한다. 다양한 실시형태에 따르면, 마이크로 규모의 제트 분배기(305)는 작업 표면에 둘 이상의 유형의 유체 매체를 분배하도록 구성된다. 도 3의 설명적인 예에 도시된 바와 같이, 마이크로 규모의 제트 분배기(305)는 두 종류의 안료 유체(도면에서 "유체 A" 및 "유체 B"로 표시됨)를 분배하도록 구성된다. 일부 실시형태에 따르면, 안료 유체는 가압된 루프를 통해 순환되며, 제1 및 제2 입구 포트(307A 및 307B)를 통해 마이크로 규모의 제트 분배기(305)로 들어가고, 제1 및 제2 출구 포트(309A 및 309B)를 통해 마이크로 규모의 제트 분배기(305)를 나온다. 일부 실시형태에서, 아이콘 층(301)으로 분사되기를 기다리는 동안, 안료 유체는 안료 유체 혼합물에서 안료 입자의 특대 클러스터 또는 대형 입자를 제거하기 위한 필터링 단계 중 하나 이상을 포함할 수 있는 가압 루프를 따라 순환된다. 일부 실시형태에서, 가압 루프는 안료 유체를 가열하여 점도를 낮추기 위해 가열 단계를 추가로 포함한다.

다양한 실시형태에 따르면, 장치(300)는 또한 하나 이상의 안료 유체의 층(315)을 갖는 아이콘 층(301)의 적용 범위에 대한 하나 이상의 파라미터를 얻을 수 있는 이미지 데이터의 프레임을 획득하도록 구성된 하나 이상의 검사 카메라(들)(310)를 포함한다. 일부 실시형태에서, 검사 카메라(310)는 이미지 데이터의 프레임을 장치(300)의 제어기로 작동하는 하나 이상의 처리 플랫폼에 전달하는 CMOS 디지털 카메라(또는 ROLL-2-ROLL® 센서와 같은 제조 관련 센서)일 수 있다. 안료 유체의 층(315)을 갖는 아이콘 층(301)의 적용 범위에 대한 파라미터는 적용된 층(315)의 폭(w)의 크기, 층(315)의 색상 밀도, 및 층(315)에서 하이라이트(건조하거나 과도하게 코팅된 스팟을 나타냄)의 존재 또는 부재를 포함하지만 이로 제한되지는 않는다.

일부 실시형태에서, 마이크로 규모의 제트 분배기(305)는 아이콘 층(301)에 대해 마이크로 규모의 제트 분배기(305)를 이동시킬 필요 없이 안료 유체가 아이콘 층(301)의 다수의 좌표 위치로 분사될 수 있도록 어레이에 배치된 복수의 노즐을 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 마이크로 규모의 제트 분배기(305)는 아이콘 층(301)에 대해 이동하도록 구성된다. 일부 실시형태에서, 아이콘 층(301)은 컨베이어 벨트 상에 배치되거나 그렇지 않고 제1 방향(320)으로 마이크로 규모의 제트 분배기(305)에 대해 이동될 수 있다. 일부 실시형태에서, 마이크로 규모의 제트 분배기는 스테퍼 모터에 연결 가능하게 연결된 하나 이상의 나사산 형성된 로드에 배치될 수 있고, 이를 통해 마이크로 규모의 제트 분배기(305)가 제1 방향(320)과 이 제1 방향(320)에 수직인 제2 방향(325) 중 하나 이상의 방향을 따라 미리 결정된 증분으로 이동할 수 있다.

도 3의 설명적인 예에는 도시되지 않았지만, 장치(300)를 참조하여 설명된 아키텍처는 확장 가능하고, (예를 들어, 다수의 아이콘 층을 동시에 잉크 도포하거나, 안료 유체의 추가 색상을 제공하거나, 또는 더 넓은 아이콘 층을 잉크 도포하기 위해) 다수의 마이크로 규모의 제트 분배기를 포함하도록 크기 조정될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 장치(300)의 아키텍처는, 일부 실시형태에서, 장치(300)는 아이콘 층(301)에 안료 유체가 도포되는 정도 또는 위치에 대한 하나 이상의 파라미터(예를 들어, 도포되는 유체의 체적, 도포되는 유체의 위치 또는 유체의 온도)를 조정하기 위한 데이터를 획득하기 위한 추가적인 검사 카메라(예를 들어, 경화 후 아이콘 층의 이미지 데이터의 프레임을 획득하는 하류 카메라)를 포함할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다양한 실시형태에 따라 아이콘 층을 정밀하게 잉크 도포하기 위한 시스템의 예시적인 아키텍처(400)를 블록도 형식으로 도시한다. 도 4의 예시적인 예를 참조하면, 아키텍처(400)는 제어기(401), 안료 유체의 하나 이상의 분배기(450)(예를 들어, 도 3의 마이크로 규모의 제트 분배기(305)) 및 하나 이상의 검사 카메라(475)(예를 들어, 도 3의 검사 카메라(310))를 포함하고, 제어기(401)는 하나 이상의 분배기(450)와 검사 카메라(475) 모두에 통신 가능하게 연결된다. 다양한 실시형태에 따르면, 제어기(401)는 비일시적 메모리에 저장된 프로그램 코드를 실행하도록 구성된 프로세서(405)를 포함한다. 일부 실시형태에서, 비일시적 메모리는 프로세서(405)와 통합될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 비일시적 메모리는 별도의 칩에 제공될 수 있다. 제어기(401)의 메모리 또는 프로세서(405)에 액세스할 수 있는 메모리는 디자인 파일(407)을 포함한다. 다양한 실시형태에 따르면, 디자인 파일(407)은 안료 유체를 보유하기 위한 복수의 리세스를 포함하는 아이콘 층 상의 안료 유체의 패턴에 대한 기본 디자인(base design)을 지정하는 파일을 포함한다. 본 발명에 사용된 "기본 디자인"이라는 표현은 아이콘 층 상의 위치를 아이콘 층에 도포될 안료 유체의 초기 체적(즉, 온도 효과 또는 점도의 변화, 또는 아이콘 층의 적용 범위에 영향을 미치는 다른 요인으로 인해 아직 수정되지 않은 체적)에 매핑하는 것을 포함한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제어기(401)는 하나 이상의 검사 카메라(475)로부터 이미지 데이터를 수신한다. 다양한 실시형태에 따르면, 프로세서(405)는 수신된 이미지 데이터를 처리하여 안료 유체가 아이콘 층에 도포되는 정도에 대한 하나 이상의 시각적 표식을 얻는다. 아이콘 층 위의 안료 유체의 도포 품질의 시각적 표식은 아이콘 층 위의 안료 유체의 층의 측정된 폭(예를 들어, 도 3의 층(315)의 폭(w)), 혼합 또는 잘못된 정합의 증거, 또는 아이콘 층의 건조한 스팟이나 과도하게 채워진 영역을 나타내는 하이라이트의 유무를 포함하지만 이로 제한되지는 않는다. 일부 실시형태에 따르면, 프로세서(405)는 수신된 이미지 데이터에 기초하여 기본 디자인 파일(407)에 지정된 아이콘 층의 영역에 대한 체적 매핑을 변조하여 아이콘 층의 영역에 대한 안료 유체의 체적의 업데이트된 매핑을 지정하는 이미지 파일(409)을 생성한다. 분배기(450)가 두 가지 이상의 색상의 안료 유체를 분배할 수 있는 실시형태에서, 이미지 파일(409)은 아이콘 층의 주어진 영역에 도포될 각 안료 유체의 체적 매핑을 지정할 수 있다.

생성된 이미지 파일(409)은 그런 다음 래스터 이미지 처리 모듈(411)로 전달되고, 래스터 이미지 처리 모듈은 이미지 파일을 픽셀 래스터로 렌더링하고, 여기서 각 픽셀은 분배기(450)의 노즐이 위치될 수 있는 고유한 위치에 대응하고, 래스터의 각 픽셀은 픽셀과 연관된 위치에 분배될 지정된 안료 액체의 양을 지정한다. 일부 실시형태에 따르면, 분배기(450)는 래스터에 지정된 픽셀로 이동한다. 다양한 실시형태에 따르면, 아이콘 층이 래스터에 지정된 픽셀을 포함하는 행에 대응하는 위치로 전진할 때 분배기(450)의 특정 노즐이 발사된다.

도 4의 비제한적인 예를 참조하면, 픽셀의 래스터는 분배기(450)의 드라이버 전자 장치(455)로 전달되고, 이 드라이버 전자 장치는 수신된 픽셀 수준의 체적 래스터 및 매핑을 아이콘 층의 위치로 변환하여 분배기(450)의 하나 이상의 인쇄 헤드(457)에 대한 임펄스를 제어한다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 장치 및 방법을 사용하여 안료 유체의 조정된 도포의 일례를 도시한다. 상호 참조의 편의를 위해, 다른 곳에서 설명된 도 5a 및 도 5b의 요소에는 이전 설명에 따라 번호가 매겨져 있다.

도 5a의 비제한적인 예를 참조하면, 아이콘 층(201)의 단면이 도면에 도시되어 있으며, 여기서 아이콘 층은 넓은 리세스(505)와 좁은 리세스(507)를 포함하여 다양한 폭의 복수의 부조 구조를 갖는다. 동일한 깊이를 가정하면, 넓은 리세스(505)와 좁은 리세스(507) 사이의 폭의 차이는 좁은 리세스(507)에 비해 넓은 리세스(505)를 채우는 데 더 많은 양의 안료 유체가 필요하다는 것을 의미한다. 따라서, 리세스가 더 적거나 더 좁은 제1 영역(예를 들어, 좁은 리세스(507))과 더 많은 면적이 오목한 제2 영역(더 많은 수의 리세스 및/또는 더 넓거나 깊은 리세스 중 어느 하나)을 갖는 아이콘 층에 걸쳐 면적당 일정한 체적으로 안료 유체를 도포할 때 단일 잉크 밀도가 리세스 체적이 더 큰 아이콘 층의 "목마른"(thirstier) 부분의 리세스를 충전하기에 충분하지 않거나(이로 인해 색이 바래거나 또는 채도가 낮은 색상이 될 수 있음), 또는 아이콘 층의 더 적은 리세스 부분에는 상당히 과잉의 안료 액체가 있게 되어, 물질이 낭비되고 적절하게 제거해야 하는 과잉 잉크가 더 많이 발생할 가능성이 높다.

원하는 수준의 충전을 달성하는 데 필요한 잉크 밀도가 아이콘 층(201)의 표면에 걸쳐 변할 수 있다는 것을 인식하고, 본 출원에 따른 특정 실시형태는 본 발명에 따른 실시형태에서 사용하기에 적합한 마이크로 규모의 제트 분배기(예를 들어, 마이크로 규모의 제트 분배기(305))가 아이콘 층의 알려진 특징(예를 들어, 아이콘 구조의 부분 중 채울 리세스 체적이 더 큰 부분을 아는 것), 미리 결정된 설계 파라미터(예를 들어, 고유한 디자인을 생성하거나, 아이콘에 대해 원하는 색상을 달성하기에 충분한 수준으로 리세스를 채우기 위해), 또는 주어진 영역에 더 많거나 더 적은 안료 유체가 필요함을 나타내는 하나 이상의 검사 카메라(예를 들어, 도 3의 검사 카메라(310))로부터의 피드백 중 하나 이상에 응답하여 아이콘 층의 표면에 걸쳐 안료 유체의 잉크 밀도를 변조하도록 가변 크기의 안료 물질의 액적을 분배할 수 있다는 사실을 활용한다.

도 5a의 예시적인 예에 도시된 바와 같이, 안료 유체(509)는 아이콘 층(201)의 제1 영역(511)에서 제1 잉크 밀도로 도포되고, 여기서 아이콘 층(201)의 부조 구조는 덜 "목마르고", 더 적은 유체가 제1 영역(511)의 리세스를 충분히 채우는 데 필요하다. 유사하게, 안료 유체(509)는 제2 영역(513)에서 제2 잉크 밀도(더 높은 충전 수준으로 표시됨)로 도포되고, 여기서 아이콘 층(201)의 부조 구조는 "더 목마르고", 동등한 충전 수준을 달성하기 위해 비교적 더 많은 안료 유체를 필요로 한다.

도 5b에 도시된 바와 같이, 영역별 잉크 밀도로 안료 유체를 도포한 후, 아이콘 층(201)은 블레이딩 처리되고, 사용된 안료 유체에 따라 복사선(예를 들어, 자외선 광)에 노출되어 안료 유체가 경화 및 가교되어, 즉시 사용 가능한 완전한 아이콘 층이 형성될 수 있다.

도 6a 및 도 6b는 블레이딩 처리 전에 둘 이상의 안료 유체의 잉크 밀도를 공간적으로 변조하고, 필요한 경우 안료 유체를 경화시킴으로써 리세스된 아이콘 층의 아이콘에 걸쳐 비네트 효과를 제공하는 일례를 도시한다. 상호 참조의 편의를 위해, 다른 곳에서 설명된 도 5a 및 도 5b의 요소에는 이전 설명에 따라 번호가 매겨져 있다.

본 명세서에 사용된 "비네트 효과"라는 표현은 아이콘 층의 필드에 걸쳐 하나 이상의 색상의 채도의 점진적인(즉, 명확한 경계 없는) 변화를 포함한다. 비네트 효과의 예로는 아이콘 층의 제1 측면에 있는 아이콘이 진한 빨간색이지만 아이콘 층의 제2 측면으로 갈수록 점차 보이지 않는 것으로 페이드하도록 아이콘의 반복 패턴이 형성되는 경우를 포함하지만 이로 제한되지는 않는다. 비네트 효과의 추가 예로는 두 비네트 효과의 중첩을 포함한다. 예를 들어, 진한 빨간색으로부터 제2 측면으로 갈수록 보이지 않는 것으로 페이드하는 아이콘의 반복 패턴으로 아이콘 층을 잉크 도포하는 것에 더하여 아이콘 층은 제2 비네트 효과를 제공하도록 잉크로 도포될 수도 있고, 여기서 아이콘 층의 제2 측면의 아이콘은 진한 파란색이고 파란색의 깊이는 제1 측면으로 갈수록 페이드된다. 위에서 설명한 비네트 효과가 중첩하면 아이콘 색상이 아이콘 층의 제1 측면과 제2 측면 사이에서 연속적이고 점진적으로 변하는 것으로 보이는 아이콘 층이 생성된다. 성능 관점에서 볼 때 이는 위조 제품을 만들려고 시도하는 악의적인 행위자에게 추가적인 기술 및 제조 문제를 추가하고, 아이콘 층을 위한 주조 마스터를 생성하거나 아이콘 층 물질을 얻는 데 상당한 기술 및 실용적 문제에 더하여 위조자는 작은 영역에 걸쳐 마이크로 체적의 안료 물질을 변조하는 데 필요한 공정 제어를 달성해야 한다는 점에서 바람직하다. 성능 관점에서 볼 때, 마이크로 광학 보안 디바이스에 비네트 효과를 제공할 수 있다는 것은 공통 아이콘 층을 사용하여 마이크로 광학 디바이스를 맞춤화할 수 있고 또한 보다 시각적으로 참여하는 마이크로 광학 디바이스를 생성할 수 있다는 점에서 최소한 두 배로 바람직하다. 당업자라면 사용자 수준의 진위 표식이 효과적이려면 사용자가 이를 알아차려야 한다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 색상 변경을 통해 시각적인 "팝(pop)"을 디자인에 추가하면 시각적 참여가 향상되고, 암시적으로 광학 보안 디바이스가 1차 위조 방지 조치로서 보다 효과적이게 된다.

도 6a의 설명적인 예를 참조하면, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 설명된 안료 유체의 잉크 밀도를 공간적으로 변조하는 기술은 아이콘 층(201)에 비네트 효과를 제공하도록 적응될 수 있다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 아이콘 층(201)은 초기에 제1 안료 유체(601)를 사용하여 잉크로 도포된다. 본 발명에 따른 특정 실시형태는 마이크로 규모의 제트 분배기가 매우 작은 양의 유체를 분배할 수 있음과 동시에 분배된 유체 액적의 크기를 변조할 수 있다는 사실을 활용한다. 도 6a에 도시된 바와 같이 제1 안료 유체(601)의 잉크 밀도는 제1 방향(605)으로 아이콘 층(201)에 걸쳐 제1 방향으로 점진적으로 증가한다. 제1 안료 유체(601)를 사용하여 잉크로 도포된 후, 아이콘 층(201)은 일부 실시형태에서 제1 안료 유체(601)와 대조되는 색상인 제2 안료 유체(610)를 사용하여 잉크로 도포된다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 제2 안료 유체(610)의 잉크 밀도는 제1 방향(605)으로 표면에 걸쳐 감소한다. 따라서, 이 예에서는 제1 안료 유체(601)의 비네팅과 제2 안료 유체(610)의 비네팅이 중첩되고, 이에 초점 층에 의해 투사될 때 아이콘 층(201)의 아이콘이 제1 방향(605)으로 제2 안료 유체(610)의 색상을 제1 안료 유체(601)의 색상으로 점진적이고 평활하게 변하는 것으로 보이게 된다.

도 6b에 도시된 바와 같이, 잉크로 도포된 후, 아이콘 층(201)은 닥터 블레이딩 처리되고 경화되어 마이크로 광학 디바이스용 완성된 아이콘 층이 생성될 수 있다.

본 발명에 따른 특정 실시형태에 의해 제공되는 향상된 공간 및 체적 제어는 아이콘 층의 전체 표면을 플러딩하고 블레이딩하는 것으로는 불가능한 고유 데이터의 맞춤화, 직렬화 및 매립을 허용한다.

도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 장치 및 방법을 이용하는 아이콘 층 수준의 직렬화와 맞춤화의 일례를 도시한다. 상호 참조의 편의를 위해, 도 7a 내지 도 7c 중 둘 이상의 공통 요소에는 유사하게 번호가 매겨져 있다. 도 7a의 예시적인 예를 참조하면, 빠른 응답 또는 ("QR") 코드(701)로도 알려진 2차원 바코드가 도면에 도시되어 있다. 특정 응용의 경우, 예를 들어, 마이크로 광학 보안 디바이스가 작은 경우(예를 들어, 1cm 미만의 폭) (예를 들어, 지폐에 포함된 마이크로 광학 디바이스의 일부로서) 필드에서 마모되거나 오염되거나 손상될 수 있고, 또는 일련 번호 데이터가 광범위한 장치에서 판독되어야 하는 경우, QR 코드는 인코딩된 데이터에 높은 수준의 중복성(손상된 코드를 읽을 수 있음을 의미)을 포함하고, 디지털 카메라와 스캐닝 레이저 바코드 판독기를 포함하는 다양한 장치로 읽을 수 있다는 점에서 특히 적합하다. 도 7a의 예시적인 예를 참조하면, QR 코드(701)의 전체 패턴이 도면에 도시되어 있다. 다양한 실시형태에 따르면, 표준 QR 코드 패턴은 더 낮은 해상도 또는 더 높은 수준의 중복성과 오류 정정 중 하나 이상을 사용하여 최대 3킬로바이트의 데이터 또는 더 적은 양의 데이터를 인코딩할 수 있다.

도 7b의 설명적인 예를 참조하면, 초점 요소(예를 들어, 도 1의 초점 요소(105))의 층을 통해 투사된 QR 코드(701)의 제1 뷰(705)가 도면에 도시되어 있다. 초점 층의 어레이의 것에 대한 아이콘 층의 규모와 반복 구조에 따라 아이콘 층의 콘텐츠는 두 가지 방식 중 적어도 하나의 방식으로 초점 요소의 어레이를 통해 보여질 수 있다. 첫째, 아이콘 층의 규모와 반복 간격이 초점 요소의 어레이의 초점 요소의 규모와 반복 간격의 것과 동위상으로 (또는 위상이 근접한) 경우 합성 확대가 발생하고, 여기서 개별 아이콘이 서로 동위상으로 투사되고, (사람의 눈에는) 보이지 않는 다수의 아이콘 구조가 초점 요소의 어레이를 통해 동위상으로 집합적으로 투사되는 것을 통해 보일 수 있도록 관점과 복수의 초점 요소와 복수의 아이콘이 정렬된다. 특정 실시형태에 따르면, 주어진 아이콘 구조의 합성 확대는 가능한 보는 각도의 서브세트에 걸쳐서만 가능할 수 있다.

그러나 아이콘 층의 규모 및/또는 반복 간격이 초점 요소의 규모 및 반복 간격과 위상이 근접하지 않은 경우 합성 확대가 발생하지 않고 대신 아이콘 층의 콘텐츠가 최소한의 확대로 정적 이미지로서 투사된다. 도 7b를 참조하여 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 특정 실시형태에서, 아이콘 층의 제1 부분에 있는 콘텐츠가 초점 요소(예를 들어, 마이크로렌즈의 어레이)와 위상이 근접하지 않도록 아이콘 층은 고유 QR 코드(701)를 사용하여 잉크로 도포될 수 있다. 따라서 이 제1 영역의 콘텐츠는 정적이며, 카메라, 스캐너 또는 기타 QR 코드 판독기를 통해 광범위한 각도에서 판독될 수 있다. 추가적으로 QR 코드는 높은 수준의 중복성과 오류 정정을 사용하여 생성될 수 있어서 기계 판독기가 성공적으로 읽기 위해 모든 코드를 볼 필요는 없음을 의미한다는 사실을 활용하면, 아이콘 층의 제2 부분(원형 하위 영역(703) 포함)은 아이콘 구조가 초점 요소의 어레이의 초점 요소와 위상이 근접하도록 잉크로 도포되고 합성 이미지를 투사한다. 특정 실시형태에 따르면, 초점 요소와 위상이 일치하는 영역과, 초점 요소와 위상이 일치하지 않은 추가 영역이 있는 아이콘 층의 QR 코드를 잉크 도포하는 순 효과가 있다. 일부 실시형태에서, 설명된 QR 코드를 사용하여 아이콘 층을 잉크 도포하는 순 효과는 QR 코드(701)가 여러 보는 각도에 걸쳐 이동함에 따라 사람 뷰어가 QR 코드의 합성 확대된 부분이 보이고 사라짐과 동시에 초점 요소 층과 위상이 일치하지 않는 아이콘 층 부분이 광범위한 보는 각도에 걸쳐 볼 수 있다는 점에서 신뢰성 있게 기계 판독이 가능하다는 점에서 동적인 QR 코드를 생성하는 것이다.

도 7c는 QR 코드(701)를 포함하도록 잉크로 도포된 아이콘 층을 갖는 광학 보안 디바이스(710)의 일례를 도시한다. QR 코드(701)에 더하여, 본 발명에 따른 장치 및 기술은 마이크로 광학 디바이스의 아이콘 층 내에 추가적인 고유 표식을 형성하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 마이크로 규모의 제트 분배기를 안내하는 데 사용되는 이미지 파일은 관할 구역별 봉인(711) 또는 일련 번호(713) 중 하나 이상에 대한 패턴을 한정하도록 구성될 수 있다.

본 명세서의 다른 곳에서 언급된 바와 같이, 다양한 안료 물질을 갖는 아이콘 층을 포함하는 마이크로 광학 보안 디바이스를 제조하는 것과 연관된 기술적 과제는 아이콘 층의 크기가 작다는 점에서 상당한 정합 문제를 포함하지만 이로 제한되지는 않는다. 다수의 안료 유체의 영역 사이의 정확한 정합을 달성하려면 이미지 층의 표면에 대한 마이크로 규모의 제트 분배기의 제트 위치(안료 유체에 대한 마이크로 규모의 제트 분배기의 위치는 이미 적용됨) 및 잉크 밀도와 잉크 온도를 포함하지만 이로 제한되지 않는 안료 유체의 적용 범위와 흐름에 영향을 미치는 요인을 포함하지만 이로 제한되지 않는 복수의 파라미터를 제어해야 한다. 이러한 서로 상관된 다수의 변수를 관리하면 변수(예를 들어, 적용 범위 및 체적) 간의 상호 작용이 구현에 따라 다르고 미리 정해진 규칙을 따르지 않을 수 있다는 점에서 상당한 운영 문제가 발생할 수 있다. 폐쇄된 피드백 루프(예를 들어, 본 내용의 도 4를 참조하여 설명됨)를 생성하는 것에 의해 이미지 데이터는 현재 적용 파라미터가 지정된 디자인에 순응하는 방식으로 안료 유체를 내려놓는 정도를 나타낸다.

도 8a 내지 도 8e는 정확한 정합을 달성하는 방식으로 아이콘 층을 잉크 도포하는 것과 연관된 복수의 변수를 관리하기 위해 이미지 데이터 피드백을 사용하는 양태를 도시한다. 상호 참조의 편의를 위해, 도 8a 내지 도 8e 중 둘 이상의 공통 요소에는 유사하게 번호가 매겨져 있다.

도 8a의 예시적인 예를 참조하면, 도포될 제1 색상의 안료 유체의 디자인(801)의 표현이 도면에 도시되어 있다. 이 예에서, 디자인(801)은 아이콘 층(예를 들어, 도 2의 아이콘 층(201))의 원형 영역의 중심에 대칭적으로 적용된다. 도 8b는 안료 유체가 도포될 아이콘 층(201)의 구획(803)의 표현을 제공한다. 도면에 도시된 바와 같이, 아이콘 층(201)의 구획(803)은 제2 색상의 안료 물질을 사용하여 이미 잉크로 도포되어 있는 환형 구획을 포함한다. 이 예에서, 디자인(801)은 비네트 또는 색상 혼합 효과를 생성하기 위해 구획(803) 위에 잉크로 도포되어 있고, 여기서 디자인(801)의 중심은 예를 들어 도 8c에 도시된 바와 같이 구획(803)의 중심과 정렬된다. 일부 실시형태에서, 제1 색상과 제2 색상 사이의 대비는 블레이딩 처리되지 않은 아이콘 층의 이미지 데이터가 디자인(801)과 구획(803) 사이의 정합 품질에 대한 명확한 표시를 제공하지 않을 수 있도록 이루어질 수 있다. 따라서, 일부 실시형태에서, 이미지 데이터는 과잉 안료 유체가 아이콘 층의 표면으로부터 블레이딩된 후에 아이콘 층(201)의 이미지 데이터를 획득하는 하류 검사 카메라로부터 획득될 수 있다. 도 8d는 구획(803)에 대한 디자인(801)의 성공적이고 정확한 정합을 보여주는, 블레이딩 후 이미지 데이터(810)의 일례를 제공한다. 도 8e는 구획(803)에 대한 디자인(801)의 부정확한 정합을 보여주는, 블레이딩 후 이미지 데이터(815)의 일례를 도시한다. 도 8e의 예에서, 이미지 데이터(815)는 디자인(801)이 정확한 크기이지만 그 중심이 구획(803)의 중심 아래에 있음을 보여준다. 따라서, 잉크 장치의 제어기(예를 들어, 도 4의 제어기(401))는 이미지 데이터(815)에 제공된 데이터에 응답하여 이미지 파일 또는 래스터 파일 중 하나 이상을 정제하여 디자인(801)에 대한 적용 지점을 수정하여 디자인이 구획(803)과 정합하도록 한다.

본 발명에 따른 3차원 마이크로 광학 구조물을 잉크 도포하기 위한 방법의 예는 제1 안료 농도를 갖는 제1 체적의 제1 복사선 경화성 잉크를 3차원 아이콘 층의 제1 부분에 분사하는 단계로서, 3차원 아이콘 층의 제1 부분은 제1 체적 충전 요구사항을 갖는, 제1 체적의 제1 복사선 경화성 잉크를 분사하는 단계; 제2 체적의 제1 복사선 경화성 잉크를 3차원 아이콘 층의 제2 부분에 분사하는 단계로서, 3차원 아이콘의 제2 부분은 제2 체적 충전 요구사항을 갖는, 제2 체적의 제1 복사선 경화성 잉크를 분사하는 단계; 3차원 아이콘 층으로부터 과잉의 복사선 경화성 잉크를 블레이딩하는 단계; 및 남은 복사선 경화성 잉크를 복사선 경화시키는 단계를 포함하는 방법을 포함한다.

본 발명에 따른 3차원 마이크로 광학 구조물을 잉크 도포하기 위한 방법의 예는 제1 안료 농도가 20 중량% 내지 70 중량%인, 방법을 포함한다.

본 발명에 따라 3차원 마이크로 광학 구조물을 잉크로 인쇄하기 위한 방법의 예는 3차원 아이콘 층으로부터 과잉의 복사선 경화성 잉크를 블레이딩한 후, 제1 부분에 도포된 복사선 경화성 잉크의 이미지 데이터를 획득하는 단계; 및 이미지 데이터에 기초하여 복사선 경화성 잉크의 제1 체적을 동적으로 조정하는 단계를 포함하는 방법을 포함한다.

본 발명에 따른 3차원 마이크로 광학 구조물을 잉크 도포하기 위한 방법의 예는 제1 복사선 경화성 잉크의 특정 패터닝, 지정된 이미지 밀도의 제1 임계 영역에 미치지 못하는 제1 부분 외부의 복사선 경화성 잉크의 양, 또는 특정 색상과 연관된 잉크 밀도에 미치지 못하는 복사선 경화성 잉크의 양 중 하나 이상을 나타내는 이미지 데이터에 응답하여 제1 체적을 증가시키는 단계를 포함하는 방법을 포함한다.

본 발명에 따른 3차원 마이크로 광학 구조물을 잉크 도포하기 위한 방법의 예는 이미지 데이터에 기초하여 분사되지 않은 복사선 경화성 제1 잉크의 온도를 조정하는 단계를 포함하는 방법을 포함한다.

본 발명에 따른 3차원 마이크로 광학 구조물을 잉크 도포하기 위한 방법의 예는 제1 체적의 제1 복사선 경화성 잉크를 분사한 후, 제3 체적의 제2 복사선 경화성 잉크를 제1 부분의 적어도 일부에 분사하는 단계를 포함하고, 제2 복사선 경화성 잉크는 전자기 스펙트럼의 적어도 일부에 걸쳐 제1 복사선 경화성 잉크와 대조를 이루는, 방법을 포함한다.

본 발명에 따라 3차원 마이크로 광학 구조물을 잉크 도포하기 위한 방법의 예는 제2 복사선 경화성 잉크의 제3 체적이 비네트 효과를 생성하기 위해 제1 부분의 적어도 일부 내에서 점진적으로 변하는, 방법을 포함한다.

본 발명에 따른 3차원 마이크로 광학 구조물을 잉크 도포하기 위한 장치의 예는 제트 분배기 및 이 제트 분배기에 통신 가능하게 연결된 제어기를 포함하고, 제어기는 제트 분배기를 제어하여 제1 안료 농도를 갖는 제1 체적의 제1 복사선 경화성 잉크를 3차원 아이콘 층의 제1 부분에 분배하는 동작으로서, 3차원 아이콘 층의 제1 부분은 제1 체적 충전 요구사항을 갖는, 동작, 및 제트 분배기를 제어하여 제2 체적의 제1 복사선 경화성 잉크를 3차원 아이콘 층의 제2 부분에 분배하는 동작으로서, 3차원 아이콘 층의 제2 부분은 제2 체적 충전 요구사항을 갖는, 동작을 수행하도록 구성된, 장치를 포함한다.

본 발명에 따른 3차원 마이크로 광학 구조물을 잉크 도포하기 위한 장치의 예는 3차원 아이콘 층의 이미지 데이터를 획득하도록 구성된 검사 카메라를 포함하고, 제어기는 획득된 이미지 데이터에 기초하여 복사선 경화성 잉크의 제1 체적을 동적으로 조정하도록 추가로 구성된, 장치를 포함한다.

본 발명에 따른 3차원 마이크로 광학 구조물을 잉크 도포하기 위한 장치의 예는 제어기가 복사선 경화성 잉크의 특정 패터닝, 지정된 이미지 밀도의 제1 임계 영역에 미치지 못하는 제1 부분 외부의 복사선 경화성 잉크의 양, 또는 특정 색상과 연관된 잉크 밀도에 미치지 못하는 복사선 경화성 잉크의 양 중 하나 이상을 나타내는 이미지 데이터에 응답하여 제1 체적을 증가시키도록 구성된, 장치를 포함한다.

본 발명에 따른 3차원 마이크로 광학 구조물을 잉크 도포하기 위한 장치의 예는 제어기가 이미지 데이터에 기초하여 분배되지 않은 제1 복사선 경화성 잉크의 온도를 조정하도록 추가로 구성된, 장치를 포함한다.

본 발명에 따른 3차원 마이크로 광학 구조물을 잉크 도포하기 위한 장치의 예는 제어기가 제1 체적의 제1 복사선 경화성 잉크를 분배한 후, 제3 체적의 제2 복사선 경화성 잉크를 제1 부분의 적어도 일부에 분배하도록 추가로 구성되고, 제2 복사선 경화성 잉크는 전자기 스펙트럼의 적어도 일부에 걸쳐 제1 복사선 경화성 잉크와 대조를 이루는, 장치를 포함한다.

본 발명에 따른 3차원 마이크로 광학 구조물을 잉크 도포하기 위한 장치의 예는 제2 복사선 경화성 잉크의 제3 체적이 비네트 효과를 생성하기 위해 제1 부분의 적어도 일부 내에서 점진적으로 변하는, 장치를 포함한다.

본 발명에 따른 3차원 마이크로 광학 구조물을 잉크 도포하기 위한 장치의 예는 제3 체적의 제2 복사선 경화성 잉크가 패턴 또는 기계 판독 가능 코드 중 하나 이상으로서 도포되는, 장치를 포함한다.

본 발명에 따른 마이크로 광학 보안 디바이스의 예는 기재 및 이 기재 상에 형성된 3차원 아이콘 층을 포함하고, 3차원 아이콘 층은 제1 부분에 제1 복수의 리세스, 및 제2 부분에 제2 복수의 리세스를 포함하고, 제1 복수의 리세스의 리세스는 제1 체적 충전 요구사항까지 제1 안료 농도를 갖는 복사선 경화성 잉크로 충전되고, 제2 복수의 리세스의 리세스는 제2 체적 충전 요구사항까지 복사선 경화성 잉크로 충전된다.

본 발명에 따른 마이크로 광학 보안 디바이스의 예는 제1 안료 농도가 20 중량% 내지 70 중량%인, 마이크로 광학 보안 디바이스를 포함한다.

본 발명에 따른 마이크로 광학 보안 디바이스의 예는 제1 부분의 적어도 일부에 제3 체적의 제2 복사선 경화성 잉크를 포함하고, 제2 복사선 경화성 잉크는 전자기 스펙트럼의 적어도 일부에 걸쳐 제1 복사선 경화성 잉크와 대조를 이룬다.

본 발명에 따른 마이크로 광학 보안 디바이스의 예는 제2 복사선 경화성 잉크의 제3 체적이 비네트 효과를 생성하기 위해 제1 부분의 적어도 일부 내에서 점진적으로 변하는, 마이크로 광학 보안 디바이스를 포함한다.

본 발명에 따른 마이크로 광학 보안 디바이스의 예는 제3 체적의 제2 복사선 경화성 잉크가 패턴 또는 기계 판독 가능 코드 중 하나 이상으로서 도포되는, 마이크로 광학 보안 디바이스를 포함한다.

본 발명에 따른 마이크로 광학 보안 디바이스의 예는 초점 요소의 층을 통해 볼 때 3차원 아이콘 층이 동적 이미지를 투사하도록 기재에 배치된 초점 요소의 층을 포함하고, 기계 판독 가능 코드의 외관은 보는 각도에 따라 동적 변화를 나타내고, 동적 변화는 기계 판독 가능 코드가 코드 판독기에 의해 판독되는 것을 방해하지 않는다.

본 발명은 임의의 특정 요소, 단계 또는 기능이 청구범위에 포함되어야 하는 필수 요소, 단계 또는 기능임을 암시하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 더욱이, 청구범위는 "~하기 위한 수단"이라는 단어 뒤에 분사가 오지 않는 한, 35 U.S.C.§112(f)를 적용하려고 의도된 것이 아니다.

Claims (20)

1. 3차원 마이크로 광학 구조물을 잉크 도포(inking)하기 위한 방법으로서,
   제1 안료 농도를 갖는 제1 체적의 제1 복사선 경화성 잉크(207)를 3차원 아이콘 층(201)의 제1 부분에 분사하는 단계로서, 상기 3차원 아이콘 층의 제1 부분은 제1 체적 충전 요구사항을 갖는, 상기 제1 체적의 제1 복사선 경화성 잉크를 분사하는 단계;
   제2 체적의 제1 복사선 경화성 잉크(209)를 상기 3차원 아이콘 층의 제2 부분에 분사하는 단계로서, 상기 3차원 아이콘 층의 제2 부분은 제2 체적 충전 요구사항을 갖는, 상기 제2 체적의 제1 복사선 경화성 잉크를 분사하는 단계;
   상기 3차원 아이콘 층으로부터 과잉의 복사선 경화성 잉크를 블레이딩(blading)하는 단계; 및
   남은 복사선 경화성 잉크를 복사선 경화시키는 단계
   를 포함하는, 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 안료 농도는 20 중량% 내지 70 중량%인, 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 3차원 아이콘 층으로부터 상기 과잉의 복사선 경화성 잉크를 블레이딩한 후, 상기 제1 부분에 도포된 복사선 경화성 잉크의 이미지 데이터를 획득하는 단계; 및
   상기 이미지 데이터에 기초하여 상기 복사선 경화성 잉크의 제1 체적을 동적으로 조정하는 단계
   를 추가로 포함하는, 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 복사선 경화성 잉크의 특정 패터닝, 지정된 이미지 밀도의 제1 임계 영역에 미치지 못하는 상기 제1 부분 외부의 복사선 경화성 잉크의 양, 또는 특정 색상과 연관된 잉크 농도에 미치지 못하는 상기 제1 복사선 경화형 잉크의 양 중 하나 이상을 나타내는 이미지 데이터에 응답하여 상기 제1 체적을 증가시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
5. 제3항에 있어서,
   상기 이미지 데이터에 기초하여 분사되지 않은 복사선 경화성 제1 잉크의 온도를 조정하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1 체적의 제1 복사선 경화성 잉크를 분사한 후, 제3 체적의 제2 복사선 경화성 잉크를 상기 제1 부분의 적어도 일부에 분사하는 단계를 추가로 포함하고,
   상기 제2 복사선 경화성 잉크는 전자기 스펙트럼의 적어도 일부에 걸쳐 상기 제1 복사선 경화성 잉크와 대조를 이루는, 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 제2 복사선 경화성 잉크의 제3 체적이 비네트 효과를 생성하기 위해 상기 제1 부분의 적어도 일부 내에서 점진적으로 변하는, 방법.
8. 장치로서,
   제트 분배기(305); 및
   상기 제트 분배기에 통신 가능하게 연결된 제어기(401)
   를 포함하고, 상기 제어기는,
   상기 제트 분배기를 제어하여 제1 안료 농도를 갖는 제1 체적의 제1 복사선 경화성 잉크(207)를 3차원 아이콘 층(201)의 제1 부분에 분배하도록 구성되되, 상기 3차원 아이콘 층의 상기 제1 부분은 제1 체적 충전 요구사항을 갖고, 그리고
   상기 제트 분배기를 제어하여 상기 제2 체적의 제1 복사선 경화성 잉크를 상기 3차원 아이콘 층의 제2 부분(209)에 분배하도록 구성되되, 상기 3차원 아이콘 층의 상기 제2 부분은 제2 체적 충전 요구사항을 갖는, 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 3차원 아이콘 층의 이미지 데이터를 획득하도록 구성된 검사 카메라(475)를 추가로 포함하고,
   상기 제어기는 획득된 이미지 데이터에 기초하여 상기 제1 복사선 경화성 잉크의 제1 체적을 동적으로 조정하도록 추가로 구성된, 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 제어기는 상기 제1 복사선 경화성 잉크의 특정 패터닝, 지정된 이미지 밀도의 제1 임계 영역에 미치지 못하는 상기 제1 부분 외부의 복사선 경화성 잉크의 양, 또는 특정 색상과 연관된 잉크 밀도에 미치지 못하는 복사선 경화성 잉크의 양 중 하나 이상을 나타내는 이미지 데이터에 응답하여 상기 제1 체적을 증가시키도록 추가로 구성된, 장치.
11. 제9항에 있어서, 상기 제어기는 상기 이미지 데이터에 기초하여 분배되지 않은 제1 복사선 경화성 잉크의 온도를 조절하도록 추가로 구성된, 장치.
12. 제8항에 있어서, 상기 제어기는,
    상기 제1 체적의 제1 복사선 경화성 잉크를 분배한 후, 제3 체적의 제2 복사선 경화성 잉크를 상기 제1 부분의 적어도 일부에 분배하도록 추가로 구성되고,
    상기 제2 복사선 경화성 잉크는 전자기 스펙트럼의 적어도 일부에 걸쳐 상기 제1 복사선 경화성 잉크와 대조를 이루는, 장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 제2 복사선 경화성 잉크(610)의 제3 체적이 비네트 효과를 생성하기 위해 상기 제1 부분의 적어도 일부 내에서 점진적으로 변하는, 장치.
14. 제12항에 있어서, 상기 제3 체적의 제2 복사선 경화성 잉크는 패턴 또는 기계 판독 가능 코드 중 하나 이상으로서 도포되는, 장치.
15. 마이크로 광학 보안 디바이스(100)로서,
    기재(110); 및
    상기 기재 상에 형성된 3차원 아이콘 층(201)
    을 포함하고, 상기 3차원 아이콘 층은 제1 부분에 제1 복수의 리세스, 및 제2 부분에 제2 복수의 리세스를 포함하고,
    상기 제1 복수의 리세스의 리세스는 제1 체적 충전 요구사항까지 제1 안료 농도를 갖는 제1 복사선 경화성 잉크(207)로 충전되고,
    상기 제2 복수의 리세스의 리세스는 제2 체적 충전 요구사항까지 상기 제1 복사선 경화성 잉크(209)로 충전되는, 마이크로 광학 보안 디바이스.
16. 제15항에 있어서, 상기 제1 안료 농도는 20 중량% 내지 70 중량%인, 마이크로 광학 보안 디바이스.
17. 제15항에 있어서,
    상기 제1 부분의 적어도 일부에 제3 체적의 제2 복사선 경화성 잉크를 추가로 포함하고,
    상기 제2 복사선 경화성 잉크는 전자기 스펙트럼의 적어도 일부에 걸쳐 상기 제1 복사선 경화성 잉크와 대조를 이루는, 마이크로 광학 보안 디바이스.
18. 제17항에 있어서, 상기 제2 복사선 경화성 잉크(610)의 제3 체적이 비네트 효과를 생성하기 위해 상기 제1 부분의 적어도 일부 내에서 점진적으로 변하는, 마이크로 광학 보안 디바이스.
19. 제17항에 있어서, 상기 제3 체적의 제2 복사선 경화성 잉크는 패턴 또는 기계 판독 가능 코드(701) 중 하나 이상으로서 도포되는, 마이크로 광학 보안 디바이스.
20. 제19항에 있어서,
    초점 요소의 층을 통해 볼 때 상기 3차원 아이콘 층이 동적 이미지를 투사하도록 상기 기재 상에 배치된 초점 요소의 층을 추가로 포함하고, 상기 기계 판독 가능 코드의 외관은 보는 각도에 따라 동적 변화(703)를 나타내고,
    상기 동적 변화는 상기 기계 판독 가능 코드가 코드 판독기에 의해 판독되는 것을 방해하지 않는, 마이크로 광학 보안 디바이스.