Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICES FOR PRODUCING LENS-GRID ALTERNATING IMAGES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/039221
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a method and devices for the affordable and variable production of lens-grid alternating images on two-dimensional surfaces. To this end, a graphical pattern is deposited on one side of a two-dimensional transparent substrate, and a transparent, liquid material is deposited on the other side at a defined position relative to the graphical pattern. The liquid material is deposited in such a way that after the hardening thereof, lens-grid-shaped light refracting surfaces result which are located at exact relative positions with regard to the graphical pattern. A graphical pattern and a transparent liquid material are deposited on the substrate by two inkjet printing heads which are arranged on opposite sides of the substrate and which are rigidly connected to one another. The rigid connection of both inkjet printing heads guarantees the exact positioning of the light refracting surfaces relative to the printing pattern.

Inventors:
PAUGSTADT RALF (DE)
Application Number:
PCT/DE1999/000297
Publication Date:
August 05, 1999
Filing Date:
January 30, 1999
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
PAUGSTADT RALF (DE)
International Classes:
B41M1/26; B41M3/00; B41M3/06; B44F1/10; G09F3/02; (IPC1-7): G02B/
Download PDF:
Claims:
1. Verfahren zur Herstellung von LinsenrasterWechselbiidern dadurch gekennzeichnet, (a) das auf der Oberflache (1) eines transparenten Substrats (2) grafische Muster (3) erzeugt werden (b) das auf der gegenüberliegenden Oberfläche (4) des Substrats (2) in einer definierten Relativposition zu den grafischen Mustern (3) ein transparenter, flüssiger Stoff (5) aufgebracht wird (c) das sich der transparente, flüssige Stoff (5) auf der Oberfläche (4) verfestigt und Körper (6) mit gekrcimmten, lichtbrechenden Oberfltchen (7) bildet, (d) die sich in der definierten Relativposition zu den grafischen Mustern (3) befinden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, das die Verfestigung des transparenten, flüssigen Stoffes (5) (a) durch Erstarren oder (b) durch einen Trocknungsproze# oder (c) durch Poiymerisieren erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, (a) das ein transparenter, flüssiger Stoff (8) linienoder liniensegmenfförmig auf der Oberflache (4) aufgebracht wird und (b) nach dem Erstarren, Streifen (8) mit gekrümmten, lichtbrechenden Oberflachen (9) bildet.
4. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, (a) das ein transparenter, flussiger Stoff (10) punkfförmig auf der aufgebrachtwirdund(4) (b) nach dem Erstarren Kuppein (10) mit gekrümmten, lichtbrechenden bildet.Oberflächen(11).
5. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, das die grafischen Muster auf die Oberfläche (1) (a) als Linien (12) oder (b) als Liniensegmente (13) oder (c) als Punkte (14) ausgeführt werden.
6. Verfahren nach den AnsprCichen 3 und 5 dadurch gekennzeichnet, (a) das die Oberfläche (1) des transparenten Substrats (2) in streifenförmige Bahnen (15) unterteilt ist, auf die grafische Muster (16) aufgebracht werden (b) das auf die Oberfiäche (4) ein transparenter und flüssiger Stoff (17) streifenförmig in einer definierten Relativposition zu den grafischen Mustern (16) aufgebracht wird (c) das sich der transparente, flüssige Stoff (17) auf der Obertlache (4) verfestigt und eine gekrümmte, lichtbrechende Oberflache (18) bildet, (d) die sich in in der definierten Relativposition zu den grafischen Mustern (16) befindet.
7. Verfahren nach dadurchgekennzeichnet,6 (a) das auf der Oberflache (4) mehrere gekrümmte, lichtbrechende Oberflachen (19) (b) mit auf der Oberfläche (1) darunterliegenden grafischen Mustern (20) (c) nebeneinander angeordnet werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, das die grafischen Muster (20 a) bzw. (20 b) bzw. (20 c) streifenförmige Teile unterschiedlicher Bilder sind, die bei der Betrachtung des Linsenraster Wechselbildes aus verschiedenen Betrachtungsrichtungen sichtbar werden.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 4 und 5 dadurch gekennzeichnet, (a) das auf die Oberfläche (1) des transparenten Substrats (2) grafische Muster (21) aufgebracht werden (b) das auf die Oberfläche (4) ein transparenter und flüssiger Stoff (22) in einer definierten Relativposition zu den grafischen Mustern (21) aufgebracht wird (c) das sich der transparente, flcjssige Stoff (22) auf der Oberfläche (4) verfestigt und gekrümmte, lichtbrechende Oberflächen (23) bildet, (d) die sich in der definierten Relativposition zu den grafischen Mustern (21) befinden.
10. Verfahren nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, das auf der Oberfläche (2) mehrere gekrümmte lichtbrechende Oberflachen (24) mit darunterliegenden grafischen Mustern (25) nebeneinander angeordnet werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, das die grafischen Muster (25) bei der Beobachtung des Linsenraster Wechselbildes aus verschiedenen Beobachtungsrichtungen zusammenhangende Bilder ergeben.
12. Verfahren zur Herstellung von LinsenrasterWechselbildern dadurch gekennzeichnet, (a) das auf einer Oberfläche grafische Muster erzeugt werden (b) das in einer definierten Relativposition zu den grafischen Mustern ein transparenter und flüssiger Stoff liber die grafischen Muster aufgebracht wird (c) das sich der transparente, flüssige Stoff verfestigt und gekrümmte. iichtbrechende Oberflächen bildet, (d) die sich in definierten Relativpositionen tuber den grafischen Mustern befinden.
13. Vorrichtung zur Herstellung von LinsenrasterWechselbildern, (a) bestehend aus mindestens einer InkjetDüse (26), mit der die grafischen Muster (3) in einem InkjetVerfahren auf die Oberfläche (1) des Substrats (2) aufbracht werden (b) bestehend aus mindestens einer InkjetDüse (27), mit der ein transparenter, flüssiger Stoff (28) in einem InkjetVerfahren auf die Oberfläche (4) aufgebracht wird (c) bestehend aus einer Vorrichtung zur Realisierung einer Relativbewegung zwischen dem Substrat (2) und den Düsen (26) und (27) (d) bestehend aus einer Steuervorrichtung, die die Bewegung (30), (31) der Düsen (26) und (27), die Bewegung (32) des Substrats (2), sowie die Zeitpunkte des Austoßes der Farbe (3) und des transparentem flüssigen Stoffes (28) so synchronisiert, (e) dafl die Farbflächen (3) und die lichtbrechenden Oberflachen (29) in einer definierten Relativposition zueinander liegen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, das die InkjetDusen (26) oder (27) (a) elektronisch gesteuert einzelne Tropchen aussto (3en (b) einen kontinuierlicher Tr6pfchenstrom ausstollen und nicht benötigte Tropfen daran gehindert werden, das Substrat (2) zu erreichen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, (a) das die InkjetDusen (26) oder (27) kontinuierliche Flüssigkeitsströme abgeben, (b) die anund abgeschaltet werden können.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, das das Volumen der von den InkjetDüsen ausgestoßenen FarbstoffTröpfchen geregelt werden kann.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, das die Ausfluflmenge der kontinuierlichen Flüssigkeitsströme geregelt werden kann.
18. Vorrichtung nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, das die Dusen (33) fuir das Aufbringen der grafischen Muster (34) zu mindestens einem DüsenArray (35) zusammengefailt werden.
19. Vorrichtung nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, das die Düsen (36) fOr das Aufbringen des transparenten, flüssigen Stoffes (37) zu mindestens einem DüsenArray (38) zusammengefallt sind.
20. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 18 oder 19 dadurch gekennzeichnet, das die Düsen oder DüsenArrays (33) oder (35) mit den Düsen oder DüsenArrays (36) oder (38) durch eine mechanische Verbindung (39) stars miteinander verbunden sind.
21. Vorrichtung nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, (a) das das Substrat (2) in Richtung (40) bewegt wird (b) das die DCjsen (26) und (27) auf einer Linie parallel zur Bewegungsrichtung (40) angeordnet sind (c) und relativ zur Vorrichtung ruhen.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21 dadurch gekennzeichnet, (a) das das Substrat (2) in Richtung (40) bewegt wird (b) das sich die DCjsen (26) und (27) auf den Seiten (1) und (4) des Substrats (2) gegen0berliegen, (c) und relativ zur Vorrichtung ruhen.
23. Vorrichtung nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, das finir die Erzeugung der grafischen Muster (3) auf der Oberfläche (1) des Substrats (2) anstelle von InkjetDüsen : (a) ein Thermodruckkopf und ein thermisches Druckverfahren oder (b) ein elektrostatischer Druckkopf und ein elektrostatisches Druckverfahren oder (c) ein elektrofotografischer Druckkopf und ein elektrofotografisches Druckverfahrenoder (d) ein Belichtungskopf und eine lichtempfindliche Obertlache des Substrats oder (e) ein Laserkopf und laserinduzierte Farbumschiäge der Oberfläche des Substrats verwendet werden 24 Vorrichtung nach Anspruch 13 und 23 dadurch gekennzeichnet, das die Vorrichtungen (41) fiir die Erzeugung der grafischen Muster (45) und die InkjetDüsen (42), mit der der transparente, flüssige Stoff (44) auf die nicht mehr notwendig transparente Oberfläche (43) aufgebracht wird, auf derselben Seite dieser Oberfläche angeordnet sind.
Description:
Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Linsenraster-Wechselbildern Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Linsenraster-Wechselbildern.

Linsenraster-Wechselbilder stellen bei der Betrachtung aus verschiedenen Richtungen unterschiedliche Bilder, beispielsweise Phasen eines Bewegungsablaufes dar.

Ein Wechsel der Betrachtungsrichtung kann durch das Kippen eines Linsenraster- Wechselbildes oder auch durch das Vorübergehen an einem feststehenden Linsenraster-Wechselbild entstehen.

Ist ein Linsenraster-Wechselbild so aufgebaut, das in Richtung des rechten und des linken Auges die jeweilige stereoskopische Ansicht einer räumiichen Szene sichtbar wird, erzeugen Linsenraster-Wechselbilder die Illusion einer räumlichen Tiefe dieser Szene.

Linsenraster-Wechselbilder werden als Postkarten, Werbetrager, als Displays und zur Visualisierung dreidimensionaler Szenen eingesetzt.

Aufgrund der verglichen mit statischen Bildern schwierigen Herstellungstechnologie und des hohen Aufmerksamkeitswertes finden Linsenraster-Wechselbilder auch als Sicherheitsmerkmale auf ID-Karten, Tickets oder zur Produktsicherung Anwendung.

Das Prinzip von Linsenraster-Wechselbildern basiert auf der lichtbrechenden Wirkung einer linsenrasterförmigen Oberfläche, die zwischen einer grafischen Information und dem Betrachter angeordnet ist.

Figur 1 illustriert das Prinzip von Linsenraster-Wechselbiidern anhand des Querschnitts eines transparenten Substrats 2 dessen Oberseite 46 zwei zytinderlinsenförmige Streifen 37a, b aufweist und auf dessen Unterseite 47 grafische Muster 34 a-f aufgebracht sind. <BR> <BR> <P>Beispielsweise können die Muster 34 a-f in Farbe 1 (34 a und 34 d), Farbe 2 (34 b und 34 e) und Farbe 3 (34 c und 34 f) auf der RCickseite 47 eines transparenten Substrats 2 mit Vorderseite46aufgedrucktwerden.geprägter Wenn der Abstand 48 etwa der Brennweite der linsenformigen Oberflachen 37 entspricht, wird aus der Richtung 50 einfallendes Licht von den zylinderlinsenformigen Streifen 37 auf die Muster 34 b und 34 e fokussiert. Ein aus Richtung 50 und aus gr6flerem Abstand schauender Betrachter nimmt die Streifen 37 daher in der Farbe 2 wahr.

Aus der Richtung 49 einfallendes Licht wird von den Oberflachen 37 auf die Muster 34 c und 34 f gelenkt, so dall einem aus dieser Richtung schauendem Betrachter die Streifen 37 in der Farbe 3 erscheinen. Analog erscheinen einem aus Richtung 51 schauenden Betrachter die Streifen 37 in der Farbe 1. Mit dem Wechsel der Betrachtungsrichtung ändert sich also die Farbe der beiden Streifen 37.

Wenn alle grafischen Muster 34 unterschiedliche Farben haben, sieht ein Beobachter aus den Richtungen 49 bis 51 jeweils zwei unterschiedlichfarbige Streifen 34 c und 34 f oder 34 b und 34 e oder 34 a und 34 d.

Durch Verwendung weiterer Linsenstreifen analog zu 37 laflt sich eine flächigen Struktur realisieren, die aus drei Beobachtungsrichtungen drei unterschiedliche Bilder darstellt, die sich jeweils aus den unter den Mittelpunkten der Linsen oder den rechts, bzw. links davon liegenden Streifen zusammensetzen.

Die drei darzustellenden Bilder musse also in eine der Linsenstreifenanzahl entsprechende Zahl von Streifen zeriegt und jeweils rechts, mittig oder links der Linsenstreifenmittelpunkte angeordnet werden. Da der grafische Inhalt der Streifen 34 auf die Breite der Linsenstreifen 37 aufgeweitet erscheint, muß die Information des Orginalbildes in die Breite der Streifen 34 transformiert werden.

Ein aus Linsenstreifen aufgebautes Linsenraster-Wechseibild andert das dargestellte Bild nur bei einem Wechsel der Betrachtungsrichtung von 49 nach 51, d. h. in der Ebene senkrecht zum Substrat 2 und senkrecht zu den Linsenstreifen 37. Ein Wechsel der Beobachtungsrichtung in der Ebene senkrecht zum Substrat 2 und parallel zu den Linsenstreifen 37 bewirkt keine Änderung der Bildansicht, weil in dieser Ebene keine gekrümmten, lichtbrechenden Oberfiächen wirksam werden.

Um Bildwechsel in beliebigen Richtungen zu realisieren, kann ein Raster aus kuppelförmigen Linsen verwendet werden. Figur 2 zeigt eine Anordnung solcher Linsen 24 auf einem transparenten Substrat 2. Auf der Rückseite des Substrats 2 sind farbige Kreise oder Kreisringe 25 zentriert unter den Linsen 24 aufgebracht. Ein senkrecht von oben auf das Substrat 2 schauender Betrachter sieht ein Muster nach Figur 3, wahrend je nach Abweichung E) der Betrachtungsrichtung von der Senkrechten, die Farben der ersten oder der zweiten Kreisringe sichtbar werden. Bei Unterteilung der Kreisringe in verschiedenfarbige Sektoren, wurde sich das sichtbare Bild zusätzlich auch bei einer Variation der Betrachtungsrichtung cp andern.

Die aus verschiedenen Betrachtungswinkein sichtbaren Bilder ergeben sich aus den Gesetzen der geometrischen Optik. Die Bildinhalte hangen vom Inhalt der grafischen Munster, von der Struktur des Linsenrasters, vom Brechungsindex und der Dicke des Linsenrastermaterials und von den Positionen der grafischen Muster relativ zu den lichtbrechenden Oberflachen ab.

Fur dise relativen Positionen 52 sind mit Ausnahme der Figur 15 immer zentrierte Anordnungen von grafischen Streifensystemen zu zyiinderlinsenformigen lichtbrechenden Oberflächen bzw. von grafischen Punkten zu lichtbrechenden Kuppeln gewahlt.

Lediglich Figur 15 stelit ein Beispiel einer Anordnung von grafischen Punkten 45 und eines zyiinderlinsenförmigen Streifens 44 dar, in der die Punkte zum Rand des Streifens hin verschoben sind.

Die vom beabsichtigten Effet des Linsenraster-Wechselbildes vorgegebenen Relativ- Positionen 52 zwischen grafischem Muster und lichtbrechenden Oberflächen werden als "definierte"Relativ-Position bezeichnet.

Auch für Abstände 48 verschieden von der Brennweite der Linsen des Rasters ergeben sich Betrachtungswinkel-abhangige Bildwechsel.

In Figur 1 ist zu erkennen, daß an die Genauigkeiten 52 der Ausrichtung der Muster 34 a-c relativ zum darüberliegenden, linsenförmigen Streifen 37 a, b des Substrats 2 hohe Anforderungen gestellt werden. Da die Dicke 48 eines Linsenraster-Wechselbildes im aligemeinen einige 100 pm nicht übersteigen soll, müssen die Muster 34 a-c mit Genauigkeiten unter 100 pm relativ zum Substrat 2 positioniert werden.

Dies gilet analog fur alle grafischen Muster und die dazugehörigen lichtbrechenden Oberflächen.

Im Fall von Druckverfahren mufl die Greifvorrichtung der Druckmaschine einen Substratbogen 2 ergreifen und auf unter 100µm genau relativ zur Druckplatte oder zur Druckwalze, die die grafischen Muster 34 aufbringen, positionieren. Bei mehrfarbigen Linsenraster-Wechselbildern müssen diese Toleranzen fOr jeden Farbauszug eingehalten werden.

Ahnlich hohe Anforderungen ergeben sich beim Aufbringen der grafischen Muster 34 auf die lichtempfindliche Rückseite eines Substratbogens 2 mit Belichtungs-oder Laserverfahren.

FOr die drucktechnische Herstellung von Linsenraster-Wechselbildern sind zwei Verfahren bekannt. In einem Verfahren werden transparente, auf der Oberseite 46 mit Linsenrastern versehene Folien 2 auf der Rückseite 47 bedruckt. Das Linsenraster-Grundmaterial wird in einem separaten Produktionsschritt hergestellt. Aufgrund der oben erläuterten engen Toleranzen entstehen beim Einrichten der Druckmaschine oder bei Dejustierungen der Substratzufuhr zur Druckplatte oder Druckwalze Auschuf3-Drucke.

Diese nicht exakt bedruckten Linsenrasterfolien sind unbrauchbar geworden.

Nachteile des Verfahrens sind daher, das als Ausgangsmaterial ein teures

Linsenraster-Grundmaterial verwendet werden mu (3 und das im Einrichtungs-und Produktionsprozefl Teile dieses Materials als Ausschu# verlorengehen.

Um diese Nachteile zu umgehen, wird in einem zweiten bekannten Verfahren gleichzeitig mit dem Bedrucken der Rückseite 47, die Vorderseite 46 eines transparenten thermoplastischen Substrats 2 linsenrasterförmig geprägt. Da die Position der Präge-und Druckwalzen relativ zueinander besser konstant gehalten werden kann, als die Positionierung einer vorgefertigten Linsenrasterfolie relativ zu den Druckplatten oder-walzen, Icillt sich die Genauigkeit der Positionierung der Druckmuster 34 relativ zu den linsenförmigen Streifen 37 präziser gewährleisten.

Nachteile dieses Verfahrens sind jedoch. daß teure Präge-Druck-Spezialmaschinen erforderlich sind, sowie das zwei unterschiedliche Prozesse mit unterschiedlichen Anforderungen an Parameter wie Geschwindigkeit, Anpre#druck, Temperatur u. a. aufeinander abgestimmt werden müssen.

Es sind auch Verfahren bekannt, die grafische Information 34 auf die mit einer lichtempfindlichen Beschichtung versehene Rückseite 47 eines Substrats 2 zu belichten.

Belichtungsverfahren haben den Vorteil, dall farbige grafische Informationen in einem Belichtungsschritt aufgebracht werden können. Daher entfallen die Positions-Ungenauigkeiten FarbauszügevonDruckverfahrenalsFehlerquelle.einzelnen Nachteile belichteter Linsenraster-Wechselbilder sind der zusatzliche Preis einer lichtempfindlichen Schicht, das Erfordernis von Entwicklungs-und Fixierprozessen, sowie die hohen Anforderungen an die Positionierungsgenauigkeit der Substrate 2 relativ zum Belichtungsbild 34.

FOr Spezialanwendungen sind auch Verfahren bekannt, die grafische Information 34 mit laserinduzierten Farbumwandlungen auf der Rückseite oder in der Tiefe eines Substrats 2 zu erzeugen. Diese Verfahren sind jedoch bei hohem Preis der Anlagen auf einzelne Farben beschränkt. Auch bei der Herstellung von Linsenraster-Wechselbildern mit Lasem muß die Positionierung 52 der grafischen Muster 34 relativ zu den linsenförmigen Streifen 37 genau gesteuert werden.

Bis auf das Prage-Druckverfahren erfordern alle bekannten Verfahren zur Herstellung von Linsenraster-Wechselbildern teure, linsenrasterformig gepragte Folien als Ausgangsmaterial.

Auch die Reproduktionsverfahren zum Aufbringen der grafischen Information eines Linsenraster-Wechselbildes undentsprechendteureDruck-oderhochgenaue Belichtungsmaschinen.

Aufgrund der hohen Anforderungen an die Positioniergenauigkeit der grafischen Information relativ zum Linsenraster-Grundmaterial werden Linsenraster-Wechselbilder weltweit nur von wenigen Firmen gefertigt und können bisher nicht ökonomisch mit variablen inhalten, d. h. mit Inhalten, die für jedes Linsenraster-Wechselbild spezifisch sind (Namen, Pallbilder o. ä. versehen werden.

Aufgrund der fehlenden Variabilität ist auch die Herstellung von einzelnen Linsenraster-Wechselbildern oder von niedrigen Auflagen solcher Bilder nicht okonomisch.

Linsenraster-Wechselbilder konnen bisher nur auf Substraten, die linsenrasterformig gepragt oder gegossen sind hergestellt werden. Dies erschwert ihre Integration in normale plane Druckprodukte, beispielsweise als Wechselbild-Logo in einen Briefkopf oder als Sicherheitsmerkmal in ein Wertdokument.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren und Vorrichtungen fur die Herstellung von Linsenraster-Wechselbildern anzugeben, mit denen sowohl die lichtbrechenden Linsenraster-Oberfiächen ais auch die grafische Muster in einem Produktionsschritt so hergestellt werden können, dall sich beide in exakt definierter Position relativ zueinander befinden.

Das Verfahren erfordert keine Linserraster-Folien, sondern nutzt plane Substrate als Ausgangsmaterial. Es ist daher geeignet, in konventionelle Druckprozesse integriert

zu werden und ermöglicht die einfache Applikation von Linsenraster-Wechselbildern auf plane flexible oder starre Medien.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die preiswerte Fertigung von variablen Linsenraster-Wechselbildern, d. h. von Linsenraster-Wechselbildern mit variierenden Inhalten wie Numerierungen, Namen oder Personal-Informationen oder die Herstellung von Linsenraster-Wechselbildern in Einzelexemplaren oder Kleinauflagen, zu ermõglichen.

Erfindungsgemä# wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß auf einer Oberfläche eines planen transparenten Substrats ein grafisches Muster und auf der anderen Seite in definierter Position zum grafische Muster ein transparenter, flüssiger Stoff aufgebracht wird, der nach seiner Verfestigung die linsenrasterformigen, lichtbrechenden Oberfiächen, die sich in exakter Relativ-Positionen zum Druckmuster befinden, bildet.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht in einer bevorzugten Ausführungsfonm aus zwei auf den gegenüberliegenden Seiten eines pianen, transparenten Substrats angeordneten und stars miteinander verbundenen Inkjet-Dnuckköpfen, von denen der eine den transparenten, flüssigen Stoff aufbringt, der nach Verfestigung die lichtbrechenden Oberflachen bildet, wahrend der andere das grafische Muster aufbnngt.

Durch die starre Verbindung beider Inkjet-Druckkopfe ist die exakte Positionierung der lichtbrechenden Oberftachen relativ zum Druckmuster gewährleistet.

Ein Inkjet-Druckkopf kann variable grafische Muster drucken. Daher können mit dem Verfahren gemä# der Erfindung in Grille und Inhalt variable Linsenraster-Wechselbilder hergestellt werden.

Da die Linsenraster im vorgeschlagenen Herstellungsverfahren selbst entstehen, werden keine vorgefertigten Linsenraster-Substrate benötigt.

Weil das Ausgangsmaterial des erfindungsgemdflen Herstellungsverfahrens plane Substrate sind, kann die Applikation von Linsenraster-Wechselbildern in konventionelle Druckprozesse integriert werden. Beispielsweise kann ein in einem beliebigen Druckverfahren bedrucktes Blatt zusãtzlich ein Logo in Form eines Linsenraster-Wechselbildes erhalten.

Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Linsenraster kõnnen als Array von kuppelfönmigen oder sphärischen Linsen oder als Array von zyiinderlinsenformigen Streifen erzeugt werden und in Kombination mit konzentrischen oder streifenfõnmigen grafischen Mustern eine Vielzahl optischer Effekte bei der Betrachtung aus verschiedenen Blickrichtungen erzeugen.

In einer einfachen Ausführung realisieren die Jets kontinuierliche Zylinderlinsen-und Farbstreifen entsprechend den Erlãuterungen zu Figur 1 in der Einleitung und erzeugen so ein Linsenraster-Wechselbild, das aus verschiedenen Betrachtungsrichtungen in verschiedenen Farben erscheint. Solch ein Effekt kann als ohne Hilfsmittel verifizierbares Sicherheitsmerkmal auf Tickets oder anderen Wertdokumenten verwendet werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren können Linsenraster-Wechselbilder auf beliebige Oberflachen appliziert werden, indem das grafische Muster und der transparente, flcjssige Stoff, der nach der Verfestigung das Linsenraster bildet, direkt übereinander auf die Oberseite eines Gegenstandes aufgebracht werden.

Fur die Erzeugung der grafischen Muster konnen alternativ zu einem Inkjet-Druckkopf auch andere Reproduktionsverfahren verwendet werden. Beispielsweise konnen die grafischen Muster auch von einem in exakter Position zum Linsenraster-Inkjet-Druckkopf angeordneten Thermo-Druckkopf oder von einem Belichtungskopf realisiert werden.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentanspruche, sondern auch aus der Kombination der untereinander.einzelnenPatentansprüche

Alle in den Unterlagen. einschlie#lich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkamle, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbiidung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einige Ausführungswege darstellenden Zeichnungen nãher eriãutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

Es zeigen : Figur 1 : Aufbau und Funktionsprinzip eines Linsenraster-Wechselbildes basierend auf zylinderlinsenförmigen Streifen.

Figur 2 : Aufbau und Funktionsprinzip eines Linsenraster-Wechselbildes basierend auf kuppelförmigen Linsen.

Figur 3 : Bei der senkrechten Betrachtung des Linsenraster-Wechselbildes nach Figur 2 sichtbares Bild.

Figur 4 : Herstellung von Linsenraster-Wechselbildern : Aufbringen eines grafischen Musters auf ein transparentes Substrat.

Figue 5 : Herstellung von Linsenraster-Wechselbildern : Aufbringen eines transparenten, flüssigen Stoffes in einer definierten Position relativ zum grafischen Muster.

Figur 6 : Linsenraster-Wechselbild : Feste lichtbrechende, transparente Korper in der definierten Position tuber dem grafischen Muster.

Figur 7 : Grundformen fOr die grafischen Muster und die lichtbrechenden Oberflächen.

Figur 8 : Weitere Grundformen fur die grafischen Muster und die lichtbrechenden Oberflächen.

Figur 9 : Kombination von streifenförmigen grafischen Mustern und einer Oberfläche.zylinderlinsenförmigen,lichtbrechenden Figur 10 : Kombination mehrerer zylinderlinsenförmiger, lichtbrechender Oberfiächen mit streifenförmigen grafischen Mustern.

Figur 11 : Kombination von radialsymmetrischen, grafischen Mustern und einer Oberfläche.kuppelförmigen,lichtbrechenden Figue 12 : Vorrichtung zur Herstellung von Linsenraster-Wechselbildern mit Inkjet-Dusen.

Figur 13 : Vorrichtung zur Herstellung von Linsenraster-Wechselbildern mit starr verbundenen Inkjet-Arrays.

Figur 14 : Vorrichtung zur einseitigen Applikation von Linsenraster-Wechselbildern.

Figur 15 : Vorrichtung zur Applikation von Linsenraster-Wechselbildern auf konventionell bedruckte Druckprodukte.

Figue 4 zeigt den ersten Verfahrensschritt for die Herstellung von Linsenraster-Wechselbildern, die Applikation von grafischen Mustern 3 auf Seite 1 eines Substrats 2. Als Beispiel for die grafischen Muster sind kreisfõrmige Punkte 3 dargestellt.

Figur 5 zeigt den zweiten Verfahrensschritt, das Aufbringen eines transparenten, flüssigen Stoffes 5 in definierter Position relativ zu den grafischen Mustern 3 auf die Seite 4 des Substrats 2. In der Figur 5 wurde fur dise Relativ-Position, die durch den erwünschtem Wechselbild-Effekt definiert wird, die Position tuber den Mittelpunkten der kreisförmigen Punkte 3 gewähit.

Figur 6 zeigt das Ergebnis des Verfahrens nach der Verfestigung des transparenten, flüssigen Stoffes 5. Aufgrund der Oberflachenspannung hat sich der transparente, flüssige Stoff 5 zu Kuppeln 6 verformt, die tuber den kreisförmigen Punkten 3 zentriert, lichtbrechende Oberflächen biiden. Die Details der Kuppelform wie deren Krümmungsradius und Grille hangen von den Eigenschaften des Stoffes 5, von den Eigenschaften der Substratoberfläche 4 und von den Verfestigungsbedingungen ab.

Die Figuren 7 und 8 zeigen mõgliche Grundformen 12,13,14, for grafische Muster, sowie Grundformen 8,10 des festgewordenen flüssigen Stoffes 5. Diese Grundformen lassen sich beispielsweise leicht mit relativ zum Substrat 2 bewegten Inkjet-Druckköpfen erzeugen, indem Tröpfchen oder kontinuierliche Farb-oder Stoffstrõme auf das Substrat abgegeben werden.

Selbstverstãndlich eignen sich neben der Inkjet-Technoiogie auch andere Reproduktionsverfahren for die Herstellung der grafischen Muster.

Aus den in den Figuren 7 und 8 gezeigten Grundformen lassen sich vielfältigste Linsenraster-Wechselbilder realisieren. Beispiele sind in den Figuren 1,2 und 7-11 dargestellt. Die streifenförmigen grafischen Muster der Figuren 9 und 10 kõnnen jeweils einfarbig sein oder aus gerasterten Teilgrafiken bestehen, die sich, wie an Figur 1 in der Einleitung eriäutert, aus verschiedenen Betrachtungsrichtungen zu unterschiedlichen flächigen Bildern zusammenfügen. Die Farbflächen 21 a-c können beispielsweise mit drei Inkjet-Dusen erzeugt werden, die unterschiedlich große Trõpfchen nacheinander auf denselben Punkt abgeben. Zuerst werden dabei der Punkt 21 a und danach die Punkte 21 b und 21 c mit jeweils abnehmenden Tröpchenvolumen erzeugt.

Die unterschiedlichfarbigen Flache 21 d-h können beispielsweise durch ein Düsen-Array bestehend aus fünf Inkjet-Düsen gleichzeitig auf das Substrat abgegeben werden.

In den entsprechenden Wnkeln O und (p durch die lichtbrechende Oberflãche 23 betrachtet, erscheint diese Struktur in funf unterschiedlichen Farben.

Figur 12 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Realisierung des Herstellungsverfahrens Linsenraster-Wechselbilder.

Eine Inkjet-Düse 26 erzeugt dabei die grafischen Muster 3 auf der Unterseite 1 eines transparenten Substrats 2, das kontinuierlich in Richtung 40 transportiert wird.

Auf der anderen Seite und in Bewegungsrichtung 40 hinter der Dose 26 ist die Dose 27 angeordnet, die Tröpfchen eines flüssigen, transparenten Stoffes 28 auf die Oberseite 4 des Substrats 2 abgibt. Die feststehenden Düsen 26 und 27 sind so synchronisiert, dal3 der Stoff 28 beispielsweise direkt tuber dem Punkt 3b auf das Substrat 2 auftriffl, damit die bei der Verfestigung entstehende lichtbrechende Kuppel direkt tuber dem Punkt 3 b liegt.

Die Düsen 26 und 27 kõnnen einander auch direkt gegenüberliegen und so synchronisiert werden, dafl die von beiden Düsen abgegebenen Trbpfchen das Substrat 2 zur gleichen Zeit erreichen. Solch eine Anordnung ware unempfindlich gegenüber Schwankungen der Substratgeschwindigkeit 40.

Selbstverstãndlich sind auch beliebige andere Kombinationen der Düsen-Bewegungen 30 und 31 und der Substrat-Bewegung 32 möglich. Beispielsweise kann sich ein Druckkopf bestehend aus 26 und 27 auch quer zum ruhenden Substrat bewegen, welches nach jeder Zeile um einen bestimmten Lãnge weitertransportiert wird.

Wesentlich fOr die Erfindung ist lediglich, das alle Bewegungen 30,31 und 32 sowie die Zeitpunkte der Abgabe der Stoffe durch die Inkjet-Dusen 26 und 27 so synchronisiert sind, das die grafischen Muster und die lichtbrechenden Oberflächen exakt in der vom optischen Konzept des Linsenraster-Wechselbildes vorgegebenen Position relativ zueinander realisiert werden. Am einfachsten ist dies mit starr miteinander verbundenen, einander gegenuberliegenden Dusen 26 und 27 möglich.

Fur die Herstellung grö#flächiger und farbiger Linsenraster-Wechselbilder ist es zweckmä#ig, mehrere Düsen zu Arrays zusammenzufassen. Ein Beispiel ist in Figur 13 dargestellt, wo jeder Streifen 34 des grafischen Musters von jeweils 6 zu einem Array 35 zusammengefa#ten Düsen 33 erzeugt wird. In der Tiefe der Figur 13 konnten weitere Düsen oder Düsenarrays liegen, die beispielsweise die Grundfarben eines Farbbildes erzeugen.

Entsprechende Anordnungen sind aus der Inkjetdruck-Technologie bekannt.

Auch die Düsen 36 fur die Erzeugung des Linsenarrays 37 werden zweckmilligerweise zu Inkjet-Arrays 38 zusammengefaßt. 39 stellt die zweckmä#ig starre Verbindung der beiden Düsen-Arrays dar.

Als transparente Flüssigkeit nach deren Verfestigung die Linsenraster entstehen, eignen sich insbesondere die aus der Inkjet-Technologie bekannten nPhase-Change"Stoffe, die in festem Aggregatzustand vorliegen. #Phase-Change." Stoffe werden erst kurz vor dem Abfeuern eines Tröpfchens durch Erhitzung verflüssigt. Sofort nach dem Auftreffen auf dem Substrat erstarren sie zu kuppelformigen Korpern. Aufgrund des schnellen Erstarrens auf dem Substrat kann die Entstehung der linsenförmigen Kuppel nicht durch Störungen wahrend des Verfestigungsprozesses gestört werden. Die Geschwindigkeit des Erstarrens kann durch Kühlung des Substrats sowie die Regulierung der Tr6pfchengr6fle und -temperatur reguliert werden.

Als transparente Flussigkeiten fur die Erzeugung der Linsenraster können auch physikalisch trocknende Stoffe verwendet werden. Der Verlauf des Trocknungsprozesses lä#t sich durch Parameter wie Temperatur, Umgebungsdruck u. a. regulieren.

Auch Stoffe oder Stoffgemische die, gegebenenfalls unter dem Einfluß von Strahiung oder von anderen physikalischen oder chemischen Prozessen, polymerisieren, sind geeignet.

Souche Stoffe stehen in Ein-oder Mehrkomponentenform in großer Vielfa, t zur Verfugung.

FOr reproduzierbare Linsenraster sind plane Substratoberflächen von Vorteil, damait die linsenrasterbildenden Flüssigkeiten während der Verfestigung auf der Obertläche reproduzierbar zerlaufen. Rauhe Substrate wie Papiere sollten vor der Applikation von Linsenraster-Wechselbildern mit Fullmittel-Beschichtungen geglattet werden.

Mit im flüssigen Zustand ausreichend zahen Stoffen lassen sich jedoch auch unebenere Oberflachen mit reproduzierbar gekrümmten Linsenrastern beschichten.

Als transparente Substrate geeignet sind Polymerfolien, transparente Papier, Gloser, Kristalle u. a.. Die Begriffe der #Transparenz", #grafisches Muster "oder #Farbe" sind im übrigen nicht auf den sichtbaren Spektralbereich eingeschränkt zu verstehen.

Beispielsweise sind auch mit Infrarot-Detektoren detektierbare Linsenraster-Wechselbilder realisierbar, deren Substrate im Infraroten, nicht aber notwendig im Sichtbaren, transparent sein musse. Auch die grafischen Muster solche Linsenraster-Wechselbilder konnen un"sichtbar"sein. Solche Linsenraster-Wechselbilder eignen sich beispielsweise als versteckte Sicherheitsmerkmale.

Figur 14 illustriert, daß Linsenraster-Wechselbilder auch auf beliebige, auch nichttransparente Oberflache appliziert werden konnen, indem die grafischen Muster 45 und die lichtbrechenden Oberflächen 44 übereinander geschichtet werden.

Aufgrund des geringen Abstandes der grafischen Muster vom den lichtbrechenden Oberflächen ist die Vielfalt der optischen Effekte beim Wechsel der Betrachtungsrichtung allerdings eingeschränkt.

Der Abstand der gekrümmten, lichtbrechenden Oberflächen vom grafischen Muster kann jedoch vergrö#ert werden, indem bei einem Düsenarray die Ausflußmenge des Stoffes 44 erhöht wird, wodurch eine transparente Grundschicht mit aufmodulierten, gekrümmten lichtbrechenden Oberflachen entsteht.

Figur 15 zeigt beispieihaft eine Vorrichtung, mit der ein transparentes, blattf6rmiges Substrat 2 zunãchst auf der Rückseite in einem konventionellem Druckverfahren mit einer bebilderten Druckwalze 53 bedruckt wird. 54 und 55 stellen die Gegendruckwalze das Farbwerk for den Druckwalze 53 dar. 56 regel die Bahnspannung des von der Rolle 57 abrollenden und auf die Rolle 58 aufgerollten Substrats 2. Nach dem Bedrucken der Rückseite durchläuft das Substrat 2 eine Vorrichtung zur partiellen Applikation eines Linsenraster-Wechselbildes. Das Modul besteht aus den durch 39 starr miteinander verbundenen Inkjet-Arrays 35 und 38 und ist mit der in Figur 13 erläuterten Vorrichtung identisch. Anschlieflend wird die Rückseite durch eine Druckvorrichtung 59 mit einer Hintergrundfarbe 60 überdruckt, so dall die von Druck-Walze 53 gedruckte Information vor einem Hintergrund in der Farbe 60 sichtbar wird. Zusätzlich ist das Substrat 2 in Teilbereichen mit einem Linsenraster-Wechselbild versehen. Selbstverstandlich kann der Druck einer Hintergrundfarbe 60 auch enffallen, so daß das Druckprodukt Druckinformation auf klarem Grund sowie ein Linsenraster-Wechselbild enthalt.

Auf diese Weise können sogenannte"No Label Look"Etiketten for Verpackungen mit Linsenraster-Wechselbildern versehen werden."No Label Look" Etiketten sind auf klaren Substraten gedruckte Etiketten, die auf klare Behälter appliziert den Eindruck vermifteln, die Druckinformation wäre direkt auf den Behãlter gedruckt.

Der Prozefl kann auch mit Druckbõgen oder mit starren Medien und Druckplatten, beispie, sweise für das Bedrucken des inneren, transparenten Sektors von CD-Rohlingen oder von CD-, MC-oder MD-Verpackungen verwendet werden.

Linsenraster-Wechselbilder kõnnen mit den vorgeschlagenen Verfahren und Vorrichtungen auch partiel auf ein transparentes Substrat appiiziert werden, welches spater kalt oder heia auf ein Druckprodukt kaschiert wird. Beim Kaschieren ist zu beachten, dafl die lichtbrechenden Oberflächen durch beim Kaschieren auftretende Drücke oder Temperaturen nicht verformt werden.

Die grafischen Muster k6nnen anstelle von Inkjet-Düsen oder Inkjet-Düsenarrays auch mit anderen Reproduktionsverfahren hergestellt werden. Wesentlich for die Erfindung ist lediglich, das sich die Positionen der Reproduktionsergebnisse exakt mit den Positionen des transparenten, flussigen Stoffes, der nach Verfestigung die gekrümmtem, lichtbrechenden Oberflächen bildet, synchronisieren läßt.

Dies ltigt sich am einfachsten realisieren, wenn die Inkjet Düsen für die Aufbringung der lichtbrechenden Oberflachen und die Vonrichtung für die Reproduktion der grafischen Information in mõglichst kurzem Abstand starr miteinander verbunden sind. Aullerdem mussen beide ausreichend kurze Ansprechzeiten und gleichbleibende Verzogerungen zwischen Ansteuerimpuls und Reproduktionsergebnis haben.

For die Erzeugung grafischer Muster geeignet sind beispielsweise auch auf Lasem oder thermischenthermischenLichtquellen basierende oderthermischinduziertelaser- Materialverfärbungen oder-transfers, sowie elektrostatische oder elektrofotografische Druckverfahren.

Laserinduzierte Materialverfarbungen konnen auch in der Tiefe des transparenten Substrats 2 rea, isiert werden, was die grafischen Muster vor Beschädigungen oder Manipulationen schutzt.

Reproduktionsverfahren die Wärmeenergie erfordern, musse so angeordnet werden, daß die lichtbrechenden durchentstehendeWärmebeeinträchtigtwerden,nicht ebenso wie eventuell erforderliche Entwicklungs-oder Einbrennprozesse bei Belichtungen oder elektrischen Druckverfahren die Linsenraster nicht beschädigen dürfen. 1 Unterseite des transparenten Substrats 2 2 transparentes Substrat 3 a-d punkfförmiges grafisches Muster 4 Oberseite des transparenten Substrats 2 5 a-d Tropfen eines transparenten, flcissigen Stoffes 6 a-d verfestigte Kuppel aus aus dem transparenten Stoff 5 7 gekrummte. Iichtbrechende Oberfläche der Kuppel 6 8 Streifen aus transparentem, flüssigen Stoff 9 gekrommte, lichtbrechende Oberflache des Streifens 8 10 Kuppel aus einem transparenten Stoff 11 gekrümmte, lichtbrechende Oberfläche der Kuppel 10 12 linienförmiges grafisches Muster 13 liniensegmentförmiges grafisches Muster 14 punkfförmiges grafisches Muster 15 a-f Streifenaufteilung der Flache unterhalb des transparenten Stoffes 17 16 a-f streifenförmige grafische Muster 17 zylinderlinsenförmiger, transparenter Körper 18 lichtbrechende Oberfläche von 17 19 Array aus zylinderlinsenftirmig lichtbrechenden Oberflächen 20 a-c streifenförmige grafische Muster 21 a-c/e-h kreisring-und punktförmige grafische Muster 22 Kuppel aus transparentem, flüssigen Stoff 23 gekrommte lichtbrechende Oberfläche von 22 24 Kuppeln aus transparentem, flüssigen Stoff 25 punkt-und kreisnngfönmige grafische Muster 26 Inkjet-Diise fiir die Erzeugung von grafischen Mustern 27 Inkjet-Düse für die Applikation eines transparenten flcjssigen Stoffes 28 Tropfen aus transparentem, flüssigen Stoff 29 a-b Kuppel aus transparentem. flüssigen Stoff 30 Bewegungsrichtung der inkjet-Duse 26 31 Bewegungsrichtung der Inkjet-Duse 27 32 Bewegungsrichtung des Substrats 2 33 Inkjet-Düsen für die Erzeugung von grafischen Mustern 34 a-f bahnförmige grafische Muster 35 Array der Inkjet-Dusen 33 36 a, b Inkjet-Düsen für die Applikation eines transparenten flüssigen Stoffes 37 a, b zylinderlinsenformige, lichtbrechende Streifen 38 Array der Inkjet-Diisen 36 39 starre mechanische Verbindung der Inkjet-Dusen Arrays 35 und 38 40 lineare Bewegungsrichtung des Substrats 2 41 Reproduktionsvorrichtung für die grafischen Muster 45 42 Inkjet-Düse für die Applikation eines transparenten, flüssigen Stoffes 44 43 Oberfiäche 44 zylinderlinsenformig aufgebrachter transparenter, flussiger Stoff 45 a-d punktförmige grafische Muster auf der Oberfläche 43 46 Unterseite des transparenten Substrats 2 47 Oberseite des transparenten Substrats 2 48 Dicke des Substrats 2 49 Betrachtungsrichtung von links auf 2 50 | senkrechte Betrachtungsrichtung auf 2 51 Betrachtungsrichtung von rechts auf 2 52 Positionsgenauigkeit der Streifen 34 a-c relativ zum zyiinderlinsenförmigen Streifen 37a 53 bebilderte Druckwalze 54 Gegendruckwalze 55 Farbwerk für den Druckwalze 53 56 Vorrichtung zur Regeiung der Bahnspannung 57 Abwickelroile für das Substrat 2 58 Aufwickelrolle fiir das Substrat 2 59 dieHintergrundfarbe60für 60 Hintergrundfarbe 61Trocknungs-Vorrichtung




 
Previous Patent: RADAR SENSOR DEVICE

Next Patent: INFRARED INTERFERENCE FILTER