(57)【要約】  静電記録技術により、特定の輪郭を有する隆起多次元トナー形状を静電記録式に印刷する。静電記録式印刷は、所定サイズのマーキング粒子を利用して、受像部材上に、静電記録式に所望の印刷画像を形成するステップを含む。また、必要に応じて、所定のサイズまたは所定のサイズ分布を持つマーキング粒子を利用して、最終的な所定の多次元形状を形成するステップを含む。
2010533318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受像体への隆起多次元トナー形状の静電記録式印刷方法であって、前記印刷は、
ａ．所定の多次元形状を形成する所定の粒子特性を有する所定サイズのマーキング粒子を利用して、トナーの第１層を付着させるステップと、
ｂ．所定の多次元形状を形成する所定の粒子特性を有する所定サイズのマーキング粒子を利用して、トナーの第１層を基準にトナーの第２層を付着させるステップと、
ｃ．最終的な多次元形状を形成するのに必要な分だけステップａおよびｂを繰り返すステップと、を含む方法。
【請求項２】
前記第１層の多次元形状を、前記第２層の多次元形状に対して位置合わせして、位置合わせパターンを基準に最終的な多次元形状を生成すること、を更に含む請求項１に記載の静電記録式印刷方法。
【請求項３】
前記所定の粒子特性は、マーキング粒子の特定のサイズ分布を含む、請求項１に記載の静電記録式印刷方法。
【請求項４】
前記粒子特性は、耐久性、透明度、色、形態、表面粗さ、平滑性、または屈折率のうちの一つ以上を更に含む、請求項１に記載の静電記録式印刷方法。
【請求項５】
前記マーキング粒子の特定のサイズ分布は、前記第１層についての６〜１２ミクロンの体積平均直径と、前記第２層についての１２〜３０ミクロンの体積平均直径とを含む、請求項１に記載の静電記録式印刷方法。
【請求項６】
前記第１層は画像を含む、請求項１に記載の静電記録式印刷方法。
【請求項７】
前記マーキング粒子の特定のサイズ分布は、前記第１層用のプリンタで取得できる程度に小さい第１体積平均直径と、前記第１体積平均直径より大きい、前記第２層の形状についての第２体積平均直径とを含むことで、前記最終的な所定の多次元形状を付与する、請求項１に記載の静電記録式印刷方法。
【請求項８】
所定サイズのマーキング粒子は、１２〜３０μｍの体積平均直径を有する、請求項１に記載の静電記録式印刷方法。
【請求項９】
前記最終的な所定の多次元形状は、少なくとも２０μｍのマーキング粒子積み重ね総高さを有する、請求項１に記載の静電記録式印刷方法。
【請求項１０】
トナーの前記第１層と前記第２層との間に中間層を更に含む、請求項１に記載の静電記録式印刷方法。
【請求項１１】
前記最終的な所定の多次元形状は周期的パターンを含む、請求項１に記載の静電記録式印刷方法。
【請求項１２】
前記最終的な所定の多次元形状は、所定の屈折率を有する楕円形または円形の特性のうちの一つを含む、請求項１に記載の静電記録式印刷方法。
【請求項１３】
前記最終的な所定の多次元形状を処理して、最終的な所定の多次元形状の追加特性を付与することを更に含む、請求項１に記載の静電記録式印刷方法。
【請求項１４】
ａ．画像形成部材と、
ｂ．所定の多次元形状を形成する所定の粒子特性を有する所定サイズのマーキング粒子を利用して、トナーの２つ以上の層を付着させる現像ステーションと、
ｃ．第１層の多次元形状を、第２層の多次元形状に位置合わせして、最終的な多次元形状を形成する位置合わせ装置と、
ｄ．前記最終的な多次元形状を形成するように、各層の塗布を制御する制御装置と、
ｅ．前記最終的な所定の多次元形状を処理して、前記最終的な所定の多次元形状の追加特性を付与する処理装置と、を含む受像体上にトナー画像を形成する静電記録式印刷装置。
【請求項１５】
前記所定サイズのマーキング粒子は、マーキング粒子の特定のサイズ分布を含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記最終的な多次元形状は、特定の高さ、曲率半径を含む輪郭、屈折率を含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
前記所定の粒子特性は、トナーの粘度、色、濃度、表面張力、ガラス転移温度（Ｔｇ）または融点のうちの一つ以上を含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１８】
最終的な所定の多次元形状を呈する受像部材上のプリントであって、
所望の印刷画像を提供する、前記受像体上のマーキング粒子被覆域を含み、前記受像部材の領域内の前記マーキング粒子被覆域において、望ましい最終的な所定の多次元形状を生じるために、触覚的感触のある隆起情報は、少なくとも２０μｍの積み重ね高さであることが求められる、受像部材上のプリント。
【請求項１９】
前記最終的な所定の多次元形状は、このようなプリントの前景に存在し、印刷画像の少なくとも一部を表す、請求項１８に記載の受像部材上のプリント。
【請求項２０】
前記最終的な所定の多次元形状は、このようなプリントの背景に存在し、前記受像部材についての表面特性を表す、請求項１８に記載の受像部材上のプリント。
【請求項２１】
前記最終的な所定の多次元形状は、このようなプリントの前景および背景に存在する、請求項１８に記載の受像部材上のプリント。
【請求項２２】
受像体への静電記録式印刷を行う方法であって、前記印刷は、
ａ．５ミクロンより大きいサイズを有する所定サイズのマーキング粒子を用いて、位置合わせパターン参照を基準にトナーの第１層を付着させるステップと、
ｂ．所定の粒子特性を有する所定サイズのマーキング粒子を用いて、前記位置合わせパターンを基準にトナーの第２層を付着させるステップと、
ｃ．前前記第１層の多次元形状を、記第２層の多次元形状に位置合わせして、前記位置合わせパターンを基準に最終的な多次元形状を生成するステップと
ｄ．ステップａ，ｂ，ｃを必要に応じて繰り返すステップと、を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、静電記録式印刷に関し、より詳細には、所定の多次元形状に隆起した多次元トナーの静電記録法による印刷に関する。
【背景技術】
【０００２】
受像部材上に画像を印刷する共通の方法の一つは、静電記録法と呼ばれるものである。この方法において、静電像は、導電性部材を均一に帯電させ、その後、選択した領域の均一な電荷を放電させて、画像全体の静電荷パターンを生成することによって導電性部材上に形成される。このような放電は、通常、均一に帯電した導電性部材を化学線に曝すことによって達成され、この化学線は、導電性材料に向けられたＬＥＤアレイまたはレーザ装置内の特定の光源を選択的に作動させることによって提供される。画像全体の電荷パターンが形成された後、着色された（または、場合によっては着色されていない）マーキング粒子に、導電性部材の電荷パターンとほぼ逆の電荷が与えられ、そのマーキング粒子を導電性部材に近付けることで、マーキング粒子が画像全体の電荷パターンに引き寄せられ、そのパターンが可視画像に現像される。
【０００３】
その後、適切な受像部材（たとえば、無地のボンド紙のカットシート）が、導電性部材上にマーキング粒子が現像された画像全体の電荷パターンと並置される。適切な電界を付与し、画像全体のパターン内で受像部材にマーキング粒子を転写することで、その受像部材上に所望の印刷画像が形成される。この後、受像部材は、導電性部材との動作的結合状態から解放され、通常は、熱もしくは圧力、またはその両方を利用して、マーキング粒子の印刷画像が、受像部材に恒久的に定着される。一つの受像体に、複数の層またはマーキング材料を重畳することができ、たとえば、異なる色の粒子の層を一つの受像部材上に重ねて、定着後に受像部材上に多色印刷画像を形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−０６３０３９号公報
【特許文献２】特開２００４−０７４４２２号公報
【特許文献３】米国特許第７１３９５２１号明細書
【特許文献４】米国特許第６７９５２５０号明細書
【特許文献５】米国特許第６７９１５９０号明細書
【特許文献６】米国特許第６７３４４４９号明細書
【特許文献７】米国特許第６６６３１０３号明細書
【特許文献８】米国特許第６５９１７４７号明細書
【特許文献９】米国特許第６５２１９０５号明細書
【特許文献１０】米国特許第６４２１５２２号明細書
【特許文献１１】米国特許第６１６５６６７号明細書
【特許文献１２】米国特許第５７４５１５２号明細書
【特許文献１３】米国特許第５７１５３８３号明細書
【特許文献１４】米国特許第５５８３６９４号明細書
【特許文献１５】米国特許第５５４３９６４号明細書
【特許文献１６】米国特許第５５６３６９４号明細書
【特許文献１７】米国特許第５１２２４３０号明細書
【特許文献１８】米国特許第４９６５１３１号明細書
【特許文献１９】米国特許第４６９４１８５号明細書
【特許文献２０】米国特許第４８３３０６０号明細書
【特許文献２１】米国特許第４２６８６１５号明細書
【特許文献２２】米国特許第３５８９２９０号明細書
【特許文献２３】米国特許第３２０７６０１号明細書
【特許文献２４】米国特許第３１２１００９号明細書
【特許文献２５】米国特許第２９５５０５２号明細書
【特許文献２６】米国特許第２９５５０３５号明細書
【特許文献２７】国際公開第２００５／１２１８９３号
【特許文献２８】国際公開第９９／３６８３０号
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｊ．Ｈ．デュボイス （ＤｕＢｏｉｓ)、Ｆ．Ｗ．ジョン（Ｊｏｈｎ）著、「プラスチック(Ｐｌａｓｔｉｃｓ)」、第５版、ヴァン  ノーストランド  アンド  ラインホルド(Ｖａｎ  Ｎｏｒｓｔｒａｎｄ  ａｎｄ  Ｒｅｉｎｈｏｌｄ)、１９７４年、５２２ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
初期の静電記録式印刷において、マーキング粒子は比較的大きい粒子（たとえば、１０〜１５μｍ程度）であった。その結果、印刷画像は、浮き上がった（変則的に隆起した）外観を呈する傾向があった。ほとんどの状況において、この浮き上がりは、印刷画像における好ましくないアーティファクトと見なされていた。画像品質を改善するため、および明らかな浮き上がりを抑制するために、数年をかけて、より小さいマーキング粒子（たとえば、８μｍに満たない程度の粒子）が開発されており、現在は、この小さいマーキング粒子がより広く利用されている。浮き上がりは、常に望ましくないというわけではないが、前述したとおり、静電記録技術を用いた、隆起多次元トナー形状を有する文書の印刷は、今日まで行われていない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記を考慮して、本発明は、静電記録技術によって、特定の輪郭を有する隆起多次元トナー形状を印刷できる静電記録式印刷を対象とするものである。このような静電記録式印刷は、所定サイズのマーキング粒子を利用して静電記録式に、受像部材上に所望の隆起多次元トナー形状を形成するステップを含み、形成された印刷画像の領域において、望ましい最終的な所定の多次元形状の形成は、十分に大きいサイズなどの所定のサイズ分布のマーキング粒子を利用して、またはこれに代えて、所定の多次元形状を形成するための所定の粒子特性を有する所定サイズのマーキング粒子を利用して行われる。
【０００８】
本発明、ならびにその目的および利点は、下記に提示する詳細な説明においてより明白になるであろう。
【０００９】
後述する本発明の好ましい実施形態の詳細な説明において、下記の付属の図面が参照される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明と共に利用するのに適した一般的な静電記録式複写装置を断面で示す模式的側面図である。
【図２】図１の静電記録式複写装置の電子複写画像生成部を断面で示す、拡大した倍率の模式的側面図である。
【図３】図１の静電記録式複写装置の印刷モジュールの一つを断面で示す、拡大した倍率の模式的側面図である。
【図４】受像体上に多次元形状を印刷する方法の実施形態を示す図である。
【図５】上部に形成された所定の多次元形状を有する、図４の方法によって作製されるプリントを断面で示す模式的側面図である。
【図６】最終的な所定の多次元形状を形成する十分な階層に形成された所定の形状を有する、図４の方法によって作製される他のプリントを断面で示す模式的側面図である。
【図７】最終的な所定の多次元形状を形成するための所定の多次元放物線形状を有する、図４の方法の変形例によって作製されるプリントを断面で示す模式的側面図である。
【図８】受像体上に多次元形状を印刷する方法の実施形態を示す図である。
【図９】上部に形成された最終的な所定の多次元形状を有するプリントと、その形状が定着されて最終的な所定の多次元形状が形成された状態とを断面で示す模式的側面図である。
【図１０】上部に形成された最終的な所定の多次元形状を有するプリントと、その形状が定着されて最終的な所定の多次元形状が形成された状態とを断面で示す模式的側面図である。
【図１１】参照パターンに基づいて上部に形成された最終的な所定の多次元形状を有するプリントを示す図である。
【図１２】参照パターンに基づいて上部に形成された最終的な所定の多次元形状を有するプリントを示す図である。
【図１３】参照パターンに基づいて上部に形成された最終的な所定の多次元形状を有するプリントを示す図である。
【図１４】参照パターンに基づいて上部に形成された最終的な所定の多次元形状を有するプリントを示す図である。
【図１５】参照パターンに基づいて上部に形成された最終的な所定の多次元形状を有するプリントを示す図である。
【図１６】受像体上に多次元形状を印刷する方法の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、付属の図面を参照しながら説明する。図１および図２は、５色（pentachrome）画像を印刷するのに適した一般的な静電記録式プリントエンジンまたは印刷装置の一部を模式的に示す側面図である。本発明の一実施形態は、直列に並べられた５組の単色画像生成／印刷ステーションまたはモジュールを有する電子写真エンジンを利用した印刷に関するが、本発明は、５つ前後の数のステーションを組み合わせて、単一の受像部材上にトナーを付着させてもよいこと、またはこのようなステーションは、他の一般的な静電記録式書き込み装置または印刷装置を含んでもよいことを想定したものである。
【００１２】
静電記録式印刷装置１００は、直列に配設された複数の静電複写画像形成印刷モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４、およびＭ５を有する。追加のモジュールを設けることもできる。各印刷モジュールは、連続してモジュール間を移動する受像部材に転写する単色のトナー画像を生成する。各受像部材には、５つのモジュールを通る単一の工程で、最大で５つの単色トナー画像が、前記受像部材と位置合わせされた状態で転写されて、５色の画像が形成される。本明細書では、５色という用語は、受像部材に形成された画像において、受像部材上に他の色を形成するために、５つの色のサブセットの組み合わせが受像部材上の各種の位置において結合されること、および５つの色すべてが、サブセットのうちの少なくとも一部にプロセスカラーを形成することに寄与し、そのサブセットにおいて、５つの各色は、受像部材上の特定の場所において一つ以上の他の色と組み合わされて、その場所で組み合わされる特定の色のトナーとは異なる色を形成できることを含意するものである。
【００１３】
特定の実施形態において、印刷モジュールＭ１は、黒色（Ｋ）トナーの色分解画像を形成し、Ｍ２は、黄色（Ｙ）トナーの色分解画像を形成し、Ｍ３は、マゼンタ（Ｍ）トナーの色分解画像を形成し、Ｍ４はシアン（Ｃ）トナーの色分解画像を形成する。印刷モジュール５は、赤色、青色、緑色、または他の第５の色の分解画像を形成できる。４原色のシアン、マゼンタ、黄、および黒は、色の代表的なスペクトルを形成するように、そのサブセットの各種の組み合わせで混合することができ、使用する材料および色の形成に用いられる処理に応じて異なる個別の色域または範囲を有する。ただし、静電記録式印刷装置では、５番目の色を追加して色域を改善することができる。色域への追加に加え、５番目の色は、商標ロゴの作成用などの特殊な色のトナー画像として、または画像を保護するための透明トナーとして利用することもできる。
【００１４】
受像部材（図２に示すＲn〜Ｒ(nー6)）は、給紙ユニット（図示せず）から送り出されると、図２にＲとして示した方向で印刷モジュールＭ１〜Ｍ５を通って搬送される。受像部材は、ローラ１０２，１０３の周りに巻かれて駆動されるエンドレス搬送ウェブ１０１に密着される（たとえば、連結式コロナタックダウン（tack-down）荷電器１２４，１２５を介して電気的に密着されると好ましい）。各印刷モジュールＭ１〜Ｍ５は、同様に光導電性画像形成ローラ、中間転写部材ローラ、および転写バックアップローラを含む。したがって、印刷モジュールＭ１において、光導電画像形成ローラＰＣ１（１１１）上に黒色トナー分解画像を形成することができ、この黒色トナー分解画像を中間転写部材ローラＩＴＭ１（１１２）に転写し、更に、転写ステーションを通過する受像部材に前記画像を再び転写することができる。この転写ステーションが含むＩＴＭ１は、転写バックアップローラＴＲ１（１１３）と共に加圧ニップを形成する。同様に、印刷モジュールＭ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５は、ＰＣ２，ＩＴＭ２，ＴＲ２（１２１，１２２，１２３）、ＰＣ３，ＩＴＭ３，ＴＲ３（１３１，１３２，１３３）、ＰＣ４，ＩＴＭ４，ＴＲ４（１４１，１４２，１４３）、ＰＣ５，ＩＴＭ５，ＴＲ５（１５１，１５２，１５３）をそれぞれ含む。供給部から到着する受像部材Ｒnは、ローラ１０２の上を通っている状態で図示されており、次に第１印刷モジュールＭ１の転写ステーションに進入するが、その転写ステーションには、先行する受像部材Ｒ(n-1)が示されている。同様に、受像部材Ｒ(n-2)，Ｒ(n-3)，Ｒ(n-4)、およびＲ(n-5)は、それぞれ印刷モジュールＭ２，Ｍ３，Ｍ４、およびＭ５を通って移動している状態で図示されている。受像部材Ｒ(n-6)上に形成された未融着画像は、任意の周知の構成を有する融着アセンブリ６０（図１に記載）などの定着器に向かって移動している状態で図示されている。
【００１５】
電源装置１０５は、転写バックアップローラＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３，ＴＲ４、およびＴＲ５にそれぞれ個別の転写電流を供給する。論理制御装置２３０（図１）は、一つ以上のコンピュータを含み、電子写真式印刷装置１００に対応付けられた各種のセンサからの信号に応答して、個々の構成要素にタイミングおよび制御信号を供給することで、十分に理解されている既知の使用内容に応じた各種構成要素の制御と、装置のプロセス制御パラメータとを提供する。通常は、搬送ウェブ１０１のための洗浄ステーション１０１ａも設けられており、搬送ウェブ１０１を連続して再利用できるようになっている。
【００１６】
図３を参照すると、代表的な転写モジュール（たとえば、Ｍ１〜Ｍ５のうちのＭ１）が示されている。図において、静電記録式印刷装置１００の各印刷モジュールは、一つ以上の多層画像または形状を生成する複数の静電記録式画像形成サブシステムを含む。各印刷モジュールには、光導電性画像形成部材（画像形成円筒部２０５の形式で図示）の表面２０６を均一かつ静電的に帯電させる一次帯電サブシステム２１０が含まれている。露光サブシステム２２０が設けられており、そこで光導電性画像形成部材を露光することによって画像全体で静電荷を均一に調整して、各層の多層（分離）静電潜像を形成する。現像ステーションサブシステム２２５は、画像全体に露光された導電性画像形成部材を現像する役割を担う。中間転写部材２１５が設けられており、そこで導電性画像形成部材から転写ニップ２０１を介して中間転写部材２１５の表面２１６に各層の（分離）画像を転写し、更にその画像を、中間転写部材２１５から受像部材（受像部材２３６は、転写ニップに進入する前の状態で示され、受像部材２３７は、多層（分離）画像が転写された後の状態で示されている）に転写する。この受像部材は、その上部に、複合画像を形成するために重畳される各（分離）画像２３８を受け取る。
【００１７】
位置合わせされて重ねられた各（分離）多層画像の転写後に、受像部材は、各印刷モジュールＭ１〜Ｍ５から一つずつ、領域１０９を超えて融着アセンブリまで進められ、そこで、任意構成として、受像部材に多層トナー画像が融着されて、プリントとも呼ばれる受像製品に構成される。領域１０９には、センサ１０４およびエネルギ供給源１１０が設けられてもよい。この構成は、位置合わせ参照３１２、およびトナーの各層を付着させるときに利用される他の参照と組み合わせて利用することができ、トナーの各層は、位置合わせパターンなど、一つ以上の位置合わせ参照を基準に配置される。
【００１８】
本発明の装置は、一つ以上のステーションにおいて、いずれの着色も為されていない透明トナーを利用する。この透明トナーは、前述の着色トナーとは異なるものであり、前述したものより大きい粒子サイズであってよい。本発明の装置によって生成される多層（分離）画像は、表示物である必要はなく、一つ以上の層を有する透明トナーで全体が形成されて示される。これに代えて、画像２３８は、着色トナーであってもよく、後で詳細に説明するように、透明トナーまたは着色トナーを含む他の層が追従する表示物であってもよい。透明トナーの各層は、同一または異なる屈折率を有することができる。他の実施形態は、透明トナーがフィルタとして機能するように、透明トナーの一部またはすべてを薄く色付けまたは被覆するものである。
【００１９】
印刷モジュール２００には、印刷装置の主論理制御装置（ＬＣＵ）２３０が対応付けられており、この論理制御装置２３０は、印刷装置に対応付けられた各種のセンサから入力信号を受け取って、印刷モジュールＭ１〜Ｍ５の荷電器２１０、露光サブシステム２２０（たとえば、ＬＥＤライタ）、および現像ステーション２２５に制御信号を送信する。各印刷モジュールは、印刷装置の主ＬＣＵ２３０に連結される、それぞれ固有の制御装置を含んでもよい。
【００２０】
多層トナー（分離）画像が、重畳した関係で各受像部材に転写された後、受像部材は、順次、搬送ウェブ１０１から外されて、融着アセンブリ６０に向けて送られ、そこで、乾燥トナー画像が受像部材に融着または定着される。この構成は、図２に示す５つのモジュールによって表されているが、一つのモジュールのみを含むものであってもよく、望ましい最終的な所定の多次元形状を含む所望の結果を達成するための要件に応じた２つ以上の個数であると好ましい。次に、搬送ウェブは、その両面１２４，１２５（図２を参照）を洗浄し、搬送ウェブ１０１の対向する表面の上の電荷を中性化する電荷を両面１２４，１２５に供給することによって、再利用のために再調整される。
【００２１】
静電像は、個別の現像ステーション２２５で、潜像を坦持する光導電性ドラムにマーキング粒子（トナー）を塗布することによって現像される。各印刷モジュールＭ１〜Ｍ５の個々の現像ステーションは、それぞれの潜像を現像するのに適した個別の電圧で電気的にバイアスされ、この電圧は、単一の電源によって、または個別の電源（図示せず）によって供給することができる。各現像液は、トナーマーキング粒子と、担体粒子とを含む２成分から成る現像液であると好ましく、前記粒子は磁気を帯びることができる。各現像ステーションは、トナーマーキング粒子の特定の層を有し、このトナーマーキング粒子は該当する層にそれぞれ個別に対応付けられている。したがって、５つの各モジュールは、それぞれの光導電性ドラム上に、異なる層の画像を形成する。下記で更に説明するように、着色（すなわち、カラー）トナーの現像ステーションは、一つ以上の非着色（すなわち、透明な）現像液ステーションと置き換えられてもよく、着色トナーを付着させる他の印刷モジュールと同様に動作することができる。透明トナー印刷モジュールの現像ステーションは、それぞれそのステーションに対応付けられたトナー粒子を有し、このトナー粒子は、トナー結合剤の中に着色粒子が含まれていないことを除き、他の現像ステーションのカラーマーキング粒子と同様である。
【００２２】
更に図１を参照すると、搬送ベルト１０１は、トナー画像を坦持する受像部材を、任意構成の融着または定着アセンブリ６０まで送り、そこで、熱または圧力を印加することによって個々の受像部材にトナー粒子を定着させる。具体的には、融着アセンブリ６０は、加熱された融着ローラ６２および対向する加圧ローラ６４を含み、これらのローラはその間に融着ニップを形成する。融着アセンブリ６０は、たとえば、シリコンオイルなどの剥離液を融着ローラ６２に塗布する、全体に６８として示される剥離液塗布サブステーションも含む。融着された画像を坦持する受像部材、すなわちプリントは、融着アセンブリ６０から順次、リモートの出力トレイに向かう経路に送られるか、または、画像形成装置に戻されて、受像部材の裏側に画像が形成される（両面印刷される）。
【００２３】
プリントの供給業者および顧客は同様に、静電記録式に形成されたプリントの用途を拡張して、多次元形状、特に、プリントの表面を通る光の伝達を実現する単独または複数の形状を包含させる方式に着眼している。このことは、複数の層状画像を印刷する際に、後述する印刷画像との緊密な位置合わせに利用することができ、この位置合わせは、複数のスポットに立ち止まる観察者によって観察されたときに、前記複数の層状画像に所望の効果を形成するために用いられる。多層形状は、たとえば、光を送ることや他の目的に対応する小型レンズ状の形状であり得る。浮き出し画像の一つのタイプは、小型レンズの配列が、その配列と同一の方式で分割された可視画像に重畳するレンチキュラ（lenticular）画像である。一般に、この画像は、ストライプ状の小型レンズに対応したストライプに分割される。ストライプの各セットがそれぞれ僅かに異なることで見掛け上の動き、または見かけの奥行きを提供する。レンチキュラ画像には、小型レンズのシートと画像プリントとを組み立てることが困難であるという欠点がある。見当合わせは、位置合わせ参照を利用して提供される。
【００２４】
位置合わせ参照は、参照パターン１５０で、これは単独のマークであっても、または所定の配置のマークのパターンもしくは集合であってもよく、本明細書では参照パターンと記す。特定の実施形態において、参照パターンは、レンチキュラ画像、または印刷された他の二次元画像である。参照パターンには、印刷画像と、一つ以上の位置合わせマークとを組み合わせることができる。参照パターンの他に、または参照パターンと同一の空間に印刷画像も設けることができる。本明細書で説明する実施形態において、位置合わせパターンは、完成した出力製品またはプリントの一部である。これに代わる構成として、位置合わせパターンは、完成した出力プリントとは別に配置される。
【００２５】
参照パターンは、他のプリンタ手法など、任意の便利な手段で印刷できるが、受像部材には、本発明の方法に適合しなければならないという制約がある。位置合わせパターンも、他のトナー層が配置される方式と同じ方式で、トナーの第１の層として設けることができる。位置合わせパターンは、文字もしくは番号などの表示物、図、図もしくは表示物内のマーク、または隆起したプリントのパターンであってよい。位置合わせパターンも、赤外線、紫外線、化学的に検出可能な表示物、またはすかし模様など、裸眼では不可視のものに構成できる。位置合わせパターンは、たとえば、受像体の２か所のコーナーなどの物理的な特徴であってもよい。後述するように、カラー層と共にトナーの透明層を利用する場合は、透明な隆起プリントも、色の属性に基づいて位置合わせされてよい。
【００２６】
一実施形態において、図３および図４に示すように、すべての層は、最終的な所定の多次元形状Ｓを形成する同一または異なる屈折率の透明トナーを有し、受像体上にトナー画像を形成する静電複写式印刷装置１００を用いて作製される。この装置は、画像形成部材２０５と、所定の粒子特性を有する所定サイズのマーキング粒子を利用して、２つ以上のトナーの層を付着させる現像ステーション２２５とを含む。前述の粒子特性は、ここでは、透明トナーに関して「レンズ形状決定要因」２５０として示すもので、図４に示す方法によって所定の多次元形状を形成するために用いられる。透明、または後述するような透明な着色トナーの複数の層は、いくつかの方法で取得することができ、この方法は、複数のステーション配列と、複数のステーションおよび互いに位置合わせされてこれらのステーションを通る複数のパスと、Ｋステーションの置き換えなど、一つ以上の着色ステーションを透明ステーションに置き換えることとのうちの少なくともいずれかを含む。印刷方法は、シート毎に、または一つのシート内など、領域によって異なるものであってよい。たとえば、用紙または受像体の指定領域内のみにレンズを配置する機能は、後述するように、同一シート上の２Ｄ画像と同時に３Ｄ画像を形成する能力を提供する。
【００２７】
特定の実施形態において、受像体上に隆起した多次元トナー形状の静電記録式印刷を行う方法２５４は、ＬＣＵからの情報に基づいて、位置合わせ参照を基準にトナーの第１層を付着させるステップ２５６を含み、この付着は、各層、この場合は、所定の多次元形状の第１部分または第１層である層を形成するための指定の「レンズ形状決定要因」を用いて所定のサイズに設定されたマーキング粒子を使用して行われる。次のステップ２５８において、所定の多次元形状の第２部分または第２層の形成に必要な指定のレンズ形状決定要因を有する所定サイズのマーキング粒子を利用して、位置合わせパターンを基準にトナーの第２層が付着される。３番目のステップ２６０において、第１層の多次元形状は、最終的な多次元形状を形成するように、第２層の多次元形状に対して位置合わせされる。ステップ１〜４は、２６４において、所定の多次元形状２５２を形成するために必要な分だけ繰り返すことができる。
【００２８】
任意構成として、最終的な所定の多次元形状は、２６２において、融着中と同様に、熱、圧力、または化学物質を用いて処理されてもよく、これにより、最終的な所定の多次元形状を調整して、望ましい所定の多次元形状または所望の形状特性を付与できる。また、図４に示すように、第１層の多次元形状は、２６０において、第２層の多次元形状と位置合わせされるが、これは、最終的な多次元形状２５２を生成するために必要な処理である。コントローラとも呼ばれる論理制御装置２３０は、多次元形状Ｓを形成する各層の塗布を制御し、最終的な所定の多次元形状を処理する融着アセンブリ６０などの処理装置と協調して最終的な所定の多次元形状を付与する。
【００２９】
図３に示す論理制御装置（ＬＣＵ）２３０は、ルックアップテーブルと、ＬＣＵ２３０で実行できる制御ソフトウェアとを内蔵するマイクロプロセッサを含む。制御ソフトウェアは、好ましくは、ＬＣＵ２３０に関連付けられたメモリに格納される。融着アセンブリに関連付けられたセンサは、該当する信号をＬＣＵ２３０に提供する。このセンサに応答して、ＬＣＵ２３０は、融着ニップ６６内の熱もしくは圧力、またはその両方を調整するコマンドおよび制御信号を出力し、そうでなければ概して、画像形成基板に関する融着アセンブリ６０の動作パラメータの正規化および最適化の少なくともいずれかを行う。
【００３０】
印刷装置１００によって書き込まれる画像データは、ラスタ画像プロセッサ（ＲＩＰ）で処理されてもよく、このプロセッサは、層分離スクリーンまたは色分離スクリーンの生成装置を一つ以上含むことができる。透明層と着色層の両方が積層された画像の場合、ＲＩＰの出力は、フレームバッファまたはラインバッファ内に保存されて、たとえば、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｌ（それぞれ黒、黄色、マゼンタ、シアン、透明の略号である）用、またはこれに代わる複数の透明層Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５用の各ＬＥＤライタに、分離印刷データが送信される。ＲＩＰおよび分離スクリーン生成装置の少なくとも一方は、印刷装置の一部であっても、または印刷装置からリモートの装置であってもよい。ＲＩＰによって処理される画像データは、カラースキャナなどの多層文書スキャナもしくはデジタルカメラから取得されるか、コンピュータによって生成されるか、または、メモリもしくはネットワークから生成されてよく、このメモリもしくはネットワークは、通常、プリンタで適切に描画されるように、ハーフトーン画像データとして再処理する必要がある連続画像を表す画像データを含んでいる。ＲＩＰは、最終プリント上に所望の最終形状を得るために、層の補正などを含む画像処理工程を実行することができる。画像データは、色の分離と同様に各層に分離されて、所望のスクリーン角度およびスクリーン線数を含むマトリクスを用いて、各色の網点画像データに変換される。ＲＩＰは、適切にプログラムされたコンピュータおよび論理装置の少なくとも一方であってよく、保存または生成されたマトリクスおよびテンプレートを用いて分離された画像データを処理して、印刷に適したハーフトーン情報の形式で描画される画像データを形成するように構成される。
【００３１】
本発明によれば、所望の特定の輪郭または形状Ｓは、静電記録技術によって印刷することができ、この技術は、所定のサイズ特性を有するマーキング粒子を利用して、受像部材Ｒ上に、求められている最終的な所定の隆起多次元形状を形成するステップを含む。このサイズ特性は、特定のサイズｔ1、サイズ分布、ならびに集積性および多孔性などの他の特性のうちの少なくともいずれかを含むことができる。特定の実施形態において、粒子サイズは、現在利用されている市販のカラートナーの粒子サイズの範囲よりもかなり大きいサイズである。選択されたマーキング粒子は、図５に示すような所定の多次元形状を形成するために利用される。これは、前述した装置１００のような静電記録式複写装置を用いて、受像部材Ｒｎ（図６〜７を参照）上のトナー粒子ｔの積み重ね高さＴを制御することによって実現できる。
【００３２】
一つの静電記録モジュールにおいて、サイズが異なる粒子を含むことで粒子の集積性が高く成り得る、異なるサイズのトナー粒子集合を用いて、隆起多次元トナー形状を印刷する場合は、一つ以上の静電記録プロセスの設定値または動作アルゴリズムを変更して、結果的に得られるプリントの性能、信頼性、および画像品質の少なくともいずれかを最適化すると有利である。前述の設定値は、最終形状の高さと、形状と、他の特徴とを制御するために利用できる現像電位および他の転写プロセスの設定値を含む。異なるサイズのトナー粒子集合の例は、離散的に（discreet）分断された比較的大きいピークが２つ以上ある連続したサイズ分布を有するトナーである。このような集合は、適切な複数のサイズ、すなわち適切な範囲の粒子サイズを有する２種類以上のトナーを混合することによって得られる。このサイズ変数は、粒子サイズ、粒子分布、および複数のピークを有する分布によって表される粒子サイズの多重分布の場合のような複数のサイズを含む。これらは標準の集積性を有することになる。集積性を変更して、所望の効果を拡張することができ、必要に応じて最適な集積性を決定できる。静電記録式プロセスの設定値（動作アルゴリズム）の値は、隆起多次元トナー形状を印刷するときに、所定の値を入れ替えるように、静電記録式印刷装置において制御することができ、この値の例は、たとえば、融着温度、融着ニップ幅、融着ニップ圧、光導電性部材上の画像形成電圧、トナー粒子現像電圧、転写電圧、および転写電流である。隆起多次元トナー形状のプリントを生成する静電記録式装置において、動作の特殊モードを設定することができ、このモードでは、隆起多次元トナー形状を印刷するときに、所定の設定値（制御パラメータまたはアルゴリズムとして実施される設定値）が利用される。すなわち、静電記録式印刷装置が、隆起しない多次元トナー形状の画像を印刷するときには、設定値／制御パラメータの第１セットが利用される。そして、静電記録式印刷装置が、隆起した多次元トナー形状の画像を印刷するモードに変わると、設定値／制御パラメータの第２セットが利用される。一つ以上の特定のトナーに用いる設定値は、経験則から決定することができる。
【００３３】
最終の多次元形状が、曲率半径を含む特定の高さと輪郭、および屈折率を持つことによって、その形状から各種のレンズ形状を含む範囲の形状の印刷物が得られる。粒子の集積性をより高めることになり得る異なるサイズを持つ粒子を含む、異なるサイズのトナー粒子の集合を制御することで、前述した形状を得る。
【００３４】
「レンズ形状決定要因」のいくつかは、マーキング粒子の特定のサイズ分布を含む。付加的な「レンズ形状決定要因」としては、耐久性、透明度、色、形態、表面粗さ、平滑性、色の鮮明度、および屈折率が挙げられる。また、他の所定の粒子特性は、トナーの粘度、色、密度、表面張力、融点、ならびに融着ローラおよび加圧ローラを利用することを含む仕上げ方法のうちの一つ以上を含む「レンズ形状決定要因」であってよい。
【００３５】
一実施形態において最終の所定形状の形成に用いられるトナーは、スチレン（スチレンブチルアクリレート）型またはポリエステル型のトナー結合剤であってよい。これらの重合体がトナー樹脂として用いられた場合の一般的な屈折率は、１．５３から約１．６０の範囲である。これは、ポリエステルトナー結合剤およびスチレン（スチレンブチルアクリレート）トナーについての典型的な屈折率測定値である。通常、ポリエステルは約１．５４程度であり、スチレン樹脂は１．５９である。この測定が（当業者に周知の方法により）行われた時の条件は、室温、および５９０ｎｍである。他の同様の材料も利用できることは、当業者であれば理解されるであろう。このような材料は、ＰＶＣに加え、ポリエステル型およびスチレンアクリレート型両方の熱可塑性樹脂を含み、特に投射組立などの高温の用途においては、ポリカーボネートも含む。一例として、イーストマンケミカル（Ｅａｓｔｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）社のポリエステルを基材とした樹脂シートであるＬｅｎｓｔａｒ（登録商標）が挙げられ、これはレンチキュラ市場用として特別に設計されたものである。また、熱硬化性プラスチックも利用でき、イスラエル工科大学（Ｉｓｒａｅｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）において、市販の不飽和ポリエステル樹脂からＰＶＡＩ安定化懸濁液重合系内で調製された熱硬化性ポリエステルビードなどがある。
【００３６】
最終の所定形状の形成に用いられるトナーは、サイズ分布の影響を受けるため、正確に制御されたサイズおよび形状であることが求められる。このことは、トナー粒子を粉砕して処理することで、各種の合成サイズを得ることによって実現できる。この方法は、サイズが小さく、より緊密なサイズ分布である粒子については実行することが困難であるが、これは、分離しなければならない多数の微粉が生成されるためである。このような処理は、分散が貧弱になるか、もしくは費用が高くかかりながらも制御の不正確なプロセスが行われるかのいずれか、またはその両方の結果に至る。これに代わる方法は、シリコンなどの粒子を安定化させることによってサイズを制御できる限定的合一（limited coalescence）技法および気化による限定的合一技法の両方またはそのいずれかを利用することである。以下、このような粒子のことを化学的に調製された固体インク（ＣＤＩ）と呼ぶ。これらの限定的合一技法では、一般に、実質的に均一なサイズと均一なサイズ分布とを有するトナー粒子が形成されることになるため、この限定的合一技法のいくつかは、静電トナー粒子の調製に関する特許に記載されている。トナーの調製に採用される代表的な限定的合一プロセスは、米国特許第４，８３３，０６０号明細書および第４，９６５，１３１号明細書に記載されている。
【００３７】
前述した限定的合一技法において、電荷制御剤および着色剤などのトナー添加剤を適切に選択すれば、水性有機中間相の存在を活用することによって、トナー粒子の表面粗さを制御できる。この目的で採用される、本質的に高い界面活性または親水性を有するトナー添加剤は、トナー粒子の表面にも存在し得る点を考慮することは重要である。良好な結果を得るための重要な粒子要因および環境要因は、トナー粒子の電荷／質量比（低過ぎてはならない）、表面粗さ、熱転写の不足、静電転写の不足、少ない着色剤所要量、ならびにトナーまたは用紙に影響を与える温度、湿度、化学物質、および放射線などの環境作用を含む。サイズ分布に対してこれらの作用が存在するため、環境感度を制御するために、トナー粒子は、通常の動作範囲に制御および維持されなければならない。
【００３８】
また、このトナーは、１５０〜５００、通常は３４５の引張弾性率（１０3ｐｓｉ）と、３００〜５００、通常は３４０の曲げ弾性率（１０3ｐｓｉ）と、Ｍ７０〜Ｍ７２の（ロックウェル）硬度、６８〜７０（１０-6）／度摂氏の熱膨張、１．２の比重、露光時の若干の緩慢な黄変も有することは、Ｊ．Ｈ．デュボイス（ＤｕＢｏｉｓ）およびＦ．Ｗ．ジョン（Ｊｏｈｎ）編纂の「Ｐｌａｓｔｉｃｓ（プラスチック）」第５版、ヴァン  ノーストランド  アンド  ラインホルド（Ｖａｎ  Ｎｏｒｓｔｒａｎｄ  ａｎｄ  Ｒｅｉｎｈｏｌｄ）出版、１９７４年（５２２ページ）に記載されている。
【００３９】
この特定の実施形態において、さまざまな特性が、このトナーを利用できる適切なトナーとして構成する。いずれの接触加熱定着においても、特定の最終所望形状を実現するためには、融着速度、適用される駐留時間および関連圧力も重要である。接触加熱定着は、処理時間をより高速にする場合に必要になり得る。各種の仕上げ方法には、熱、圧力、化学物質に加え、ＩＲおよびＵＶによる接触および非接触の両方の処理がある。記載したトナーは、通常、摂氏５０〜３００度の間であり得る溶融範囲を有する。表面張力、粗さ、および粘度は、より適切な転写を行うために、円形ではなく球形状を生じるものでなければならない。表面の輪郭および粗さは、Ｆｅｄｅｒａｌ５０００「Ｓｕｒｆ  Ａｎａｌｙｚｅｒ（表面分析装置）」を用いて測定することができ、ミクロンなどの標準の単位で測定される。前述したように、トナー粒子のサイズも重要であり、より大きい粒子では、通常、空気包含量が少ないことから、より大きい粒子からは、所望の高さおよび形状が得られるのみならず、より透明な形状も得られる。色濃度は、よく知られているように、グレタグマクベス（Ｇｒｅｔａｇ−Ｍａｃｂｅｔｈ）社製の色彩計において、標準ＣＩＥ検査で測定されてＬ＊ａ＊ｂ＊単位で表される。トナーの粘度は、粘度を測定する計器であるムーニー粘度計で測定され、粘度がより高いと、形状がよりよく維持されて、より高い高さが得られる。また、粘度の高いトナーでは、より長期に亘って保持される形状が得られる。
【００４０】
融点は、前述したガラス転移温度（Ｔｇ）ほどには重要でないことが多い。その範囲は、摂氏約５０〜１００度で、多くの場合、摂氏約６０度程度である。ＵＶおよびＩＲ照射時の色もしくは透明度、またはその両方の耐久性は、時間の経過に伴う透明度の喪失として判断することができる。この喪失程度が低いほど、より適切な結果になる。透明度、すなわち曇り度が低いことは、透過型または反射型の光学素子にとって重要であり、この場合、透明度は指標で、曇り度は、高率の透過光の測定値である。
【００４１】
これらのレンズ形状決定要因は、本明細書に記載されるように、試験室で実験的に割り出すことができ、また、使用中に時間の経過に伴って発展させることもできる。更に、このようなレンズ形状決定要因のライブラリを徐々に構築して、オペレータが、前述したような最終の多次元形状を印刷したいと思うときに利用できるようにしてもよい。
【００４２】
特定の実施形態において、「平坦な」画像の上に隆起多次元トナー形状を作製するための基本的な前提は、最終的な多次元トナー形状は、少なくとも２０μｍのトナー粒子積み重ね高さＴを有することである。積み重ね高さＴは、標準の一般的平均である平均高さ加重直径が９μｍ未満であるトナー粒子ｔ1の層の上に選択的に層を重ねることによって形成でき、この各層は、ここでは、Ｓ３形状およびＳ１形状（図６を参照）として示す一つ以上の形状について、０．４〜０．５ｍｇ／ｃｍ2の載置被覆率を有する。トナー粒子に関して、トナーのサイズまたは直径は、コールター社（Ｃｏｕｌｔｅｒ，Ｉｎｃ．）によって販売されているコールターマルチサイザ（Ｃｏｕｌｔｅｒ  Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ）などの従来の直径測定装置によって測定される平均体積加重直径に換算して定義される。平均体積加重直径は、各トナー粒子の質量に当該トナー粒子と質量及び密度が等しい球状粒子の直径を掛けたものの合計を、全粒子の質量で除したものである。
【００４３】
これに代えて、標準サイズのトナー粒子ｔ1の複数の層は、所望の位置に関して所望の隆起多次元トナー形状になるように、一般的平均である平均体積加重直径が１２〜３０μｍであるより大きいトナー粒子ｔ2の層で選択的に被覆されてもよい（図７を参照）。より大きいトナー粒子は、完全に透明な着色剤で、少なくとも２ｍｇ／ｃｍ2の載置被覆率を有することが好ましく、ここではＳ4およびＳ1形状として示されている。前述したように、本明細書においてＳ1およびＳ2形状として示されている最終的な所定の隆起多次元形状Ｓには、たとえば、前景レンズまたは第１レンズを提供して文書に機密保護特性を付与することや、異なる照明状態かつ多様な角度で見られる多次元画像を提供することなどを含む各種の用途があり得る。図７の側面図により、略放物線状の形状が明瞭に示されており、この放物線状の形状により、その次元の形状は、画像の上に配置されたときに、各種の角度で連続して視認することで動いているように見える。
【００４４】
各種の層の高さは、所望の隆起多次元トナー形状の作製における一つの係数である。各層が配置された後、高さが読み取られ、トナーについてのレンズ形状決定要因情報に基づいて再計算された残りの高さを使用して、残りの層を配置するときに高さを修正する必要があるかどうか、または熱を抑制した定着ステップなど、代替の仕上げ方法を組み合わせて用いて、代わりの層を塗布する必要があるかどうかが決定される。これに代えて、高さの確認は、所望の隆起多次元トナー形状の実現を補助するために、複数工程方式における各工程の後で行うこともできる。これらの決定は、位置合わせパターンに基づいて最も容易に行うことができるが、必要に応じてランダムに行ってもよい。
【００４５】
イーストマンコダックに譲渡された米国特許第６，４２１，５２２号には、複数の露光装置を有する多色機械において、正確な位置合わせパターン、ひいては正確なトナーの位置が、現在の用途において必要とされる状態で達成されるように位置合わせを設定する方法および装置の一つが記載されている。この特許は、特に、位置合わせ時のトナーの輪郭の作用について検討したものである。制御のために追加して設けられる必要な構成要素は、個々の印刷モジュールの各種の処理要素の周りに組み立てることができる（たとえば、均一な静電荷を測定する計器２１１、表面２０６上の非画像領域に形成されることがある補修潜像の補修領域内の露光後の表面電位を測定する計器２１２など）。静電記録式印刷装置１００についての更なる詳細は、イー（Ｙｅｅ  Ｓ．Ｎｇ）他の名前で２００６年６月２２日に公開された、米国特許出願公開第２００６／０１３３８７０号に記載されている。
【００４６】
他の実施形態では、他の自己整合方法を利用して、複数の工程で３Ｄ構造を構築する。この方法は次のステップを含む。
（ａ）４色の画像形成後に、第５ステーションは、化学的に調製された固体インクなど、ガラス転移温度（Ｔｇ）の高い透明トナーを利用して、後の工程で内部にレンチキュラ材料が進入できる谷形チャンネルを形成する。たとえば、２０〜４０μｍの高さの１Ｄ稜線を、６ピクセル分の間隔（〜２５８μｍ）で配置できる。この稜線は、ある程度の幅（２ピクセル程度の幅で、〜８６μｍから１００μｍ）を持つ。特定の一実施形態において、２０〜４０μｍの化学的に調製された固体インク（ＣＤＩ）を、非接触加熱融着（放射／せん光など）と組み合わせて利用して稜線を形成することができる。ＣＰＤは、イーストマンコダックに譲渡された米国特許第４，８３３，０６０号明細書および第４，９６５，１３１号明細書に記載されている。
（ｂ）連続した複数の工程において、一つは、Ｔｇが十分に低いＣＤＩ材料を配置できるものであってよい（すなわち、１００〜１５０ｕｍで、レンズ材料を形成する諧調画像の形成であってもよい）。融着時により低い融着温度を用いれば、稜線材料は融解しないため、Ｔｇの低い材料が下方のカラー画像と整列していない場合であっても、溝のラインが存在するという事実、およびＴｇの低い溶融したＣＤＩの湿潤性とに起因して、このＴｇの低い材料は、湿潤性および重力のおかげで溝内に流入して、下方の溝と  整列する三次元のドーム形レンズを形成し、レンチキュラレンズを構成する。特定の一実施形態において、５つのステーションのすべてで、稜線材料よりも低いＴｇを有するＣＤＩを利用する。
【００４７】
一実施形態において、図８に示すように、受像体の上に隆起多次元トナー形状を静電記録式に印刷する方法３００は、所定の多次元形状Ｓを形成する所定の粒子特性を有する所定サイズのマーキング粒子を利用して、位置合わせ参照３１２を基準にトナーの第１層を付着させるステップ３１０と、所定サイズのマーキング粒子を利用して、位置合わせパターンやマークなどの位置合わせ参照を基準にトナーの一つ以上の追加の層を付着させるステップ３２０と、前記第１層の多次元形状を第２の層の多次元形状に位置合わせして、最終的な多次元形状を形成するステップ３３０と、追加の処理３４０とを含む。最終的な所定の多次元形状は、融着中に、熱もしくは圧力、またはその両方を用いて融着するなど、処理および定着されて、最終的な所定の多次元形状に追加の性質または形状特性を付与することができる。
【００４８】
所定の粒子特性は、「レンズ形状決定要因」３５０とも呼ばれ、マーキング粒子の特定のサイズ分布を含む。追加の「レンズ形状決定要因」は、耐久性、透明度、色、形態、表面粗さ、平滑性、色の鮮明度、および屈折率を含む。マーキング粒子の特定のサイズ分布の一つは、第１層についての６〜１２ミクロンの体積平均直径、ならびに第２および後続の層についての１２〜３０ミクロンの体積平均直径を含む。前述したように測定された１４および１９ミクロンの好ましい定着前の平均粒子サイズは、透明トナーの単一の層を利用して、それぞれ約１４および１９ミクロンの平均高さで最終的に定着された三次元形状のレンズを生成した。位置合わせされる複数の層を利用して、レンズの高さを１００ミクロンまで大きくすることができる。画像上に曲線状の形状および１２〜１００ミクロンの高さを有する最終形状により、画像は、角度を変えて視認すると動くように見える三次元形状になる。曲線状の形状は、図７にＳ４として示されるような略放物線状の形状である。
【００４９】
一実施形態において、所望の隆起多次元トナー形状は、倍率を有する光学素子であるレンズを構成する形状である。倍率付きレンズは、その中を通る光に非ニュートラルな影響を与えるもので、換言すると、光線は、レンズを通過するときに平行な状態が維持されなくなる。レンズの光学倍率は、１／ｆとして定義されるため、メニスカスレンズはゼロの倍率を有し、他のレンズは、そのレンズが画像を拡大するか、または小さく見せる場合に正または負の倍率を有する。レンズの倍率は、メートルの逆数（ｍ-1）に等しい単位である視度で測定される。
【００５０】
例としては、下記のものおよびその随意的等価物があり、凸レンズ、両凸レンズ、平凸レンズ、凸凹レンズ、凹レンズ、平凹レンズ、両凹レンズ、メニスカスレンズ、フレネルレンズ、各種のプリズム、および他の周知のレンズ形状が挙げられる。これらのレンズ形状は、曲率半径（「Ｒ」）、焦点距離（ｆ）、レンズを構成する材料の屈折率（ｎ）、ならびに透明トナーと着色トナーの両方を含み得る厚さ（ｄ）および高さを含む各種の用語によって定義される。
【００５１】
空気中におけるレンズの焦点距離は、レンズ製造業者の数式を用いて次のように計算することができる。
【００５２】
［数１］
１／ｆ＝（ｎ−１）［１／Ｒ1−１／Ｒ2＋（ｎ−１）ｄ／ｎＲ1Ｒ2］
上式において、Ｒ1は、光源に近い側のレンズ面の曲率半径、Ｒ2は、光源から遠い側のレンズ面の曲率半径である。
【００５３】
代替の構成として、所望の隆起多次元トナー形状が倍率を持たない場合にも、この形状は依然として所望の効果を奏することができ、特定の状況においては、たとえば、当業者に周知の方式において活用されるフレネルレンズと同様に有用なものになり得る。倍率を有する光学素子は、前述したように倍率付きのレンズに位置合わせされる、対応する表示物を用いても、または用いなくても、受像体に適用されたときに有用な追加の特性を有する。
【００５４】
倍率を持たない光学素子も、表面特性のタイプを表す視覚的または触覚的に有用な多数の結果をもたらし得るため、極めて有利に活用することができる。この例は、水槽内の魚の画像を含み、この場合、魚と水槽の少なくともいずれかを部分的に隆起させて、仮想の「水中」効果をシミュレーションする。他の用途としては、倍率を有する光学素子、または倍率を持たない光学素子のいずれかを含む所定の多次元形状を追加するセキュリティ効果が挙げられる。他の有用な用途は、点字の文字である表示物を、対応する言語の文字と共に、または対応する言語の文字なしで印刷することである。点字の文字を、その言語の文字の近くに位置合わせした状態で印刷すると、目の見える人と見えない人の両方が同時に同じ単語を読めるようになると共に、２つの言語の一方の学習を手助けできるため有用である。２つ以上の言語への光学素子の利用は、両方の言語を同時に見ることができるため、他の言語の学習を支援することにも役立つ。小さい子供たちの教育であっても、文字や楽譜や画像と、文字および他の複合的に関連する学習支援素材との二重または多重に表示可能な組み合わせを用いて拡張することができる。所定の多次元形状は表面に印刷できるため、所定の多次元形状は、その下に存在する受像体ベースから除去することが可能である。
【００５５】
これらの形状は、写真、ポスター、ＬＣＤ表示、プロジェクタ、光導体、および光導波路内の画像と組み合わせて形成することができる。この形状を利用して、視角と、光彩、色ずれ、および３Ｄ画像などの他の興味深い効果とについて、光学的に視認可能な画像を形成することができる。
【００５６】
図９に、マーキング粒子の特定のサイズ分布に、第１の層３５２と、第２の層３５６とを含む実施形態を示す。この実施形態において、前記第１の層３５２は、任意構成の画像層３５３として図示される第１の層に対応したプリンタで取得できる程度で小さい第１体積平均直径「ｄ1」を持つトナー３５４から形成される一方で、前記第２の層３５６が、前記第１体積平均直径よりも大きい体積平均直径「ｄ2」（「ｄ2」≧「ｄ1」）を持つトナー３５８から形成されることで、最終的な所定の多次元形状Ｌ1を提供する。好ましい一実施形態において、最終的な所定の多次元形状３５５は、少なくとも２０μｍのマーキング粒子積み重ね総高さから形成される。この最終的な所定の多次元形状３５５は、画像層３５３を基準に形状が配置されるように、漸増式に第１位置合わせパターンまたはマーク（Ｐ1）と位置合わせされる。したがって、たとえば、前記形状が１．６の屈折率を有する曲線状のレンズである場合に、１．０を超える倍率を提供するため、図９に示すように、Ｐ１において直接、画像の上に配置された場合、観察者Ｏによって視認されたときに画像を拡大する。
【００５７】
図９に示す光学構成要素Ｌ１は、透明トナー３５８から形成される。この光学構成要素Ｌ１は、芯なし構造であっても、または光軸Ｐ１上に芯出しされた構造であってもよい。芯なし構造の光学構成要素Ｌ１の例は、倍率を持たない透明なプレートおよびフィルタを含む。芯出しされた光学構成要素Ｌ１は、光軸Ｐ１内に画定される表示物、基準マーク、または他の特徴に対する倍率を有し、光軸Ｐ１と一つ以上の視認者平面Ｐ４との位置合わせを必要とする。光軸Ｐ１は、視認者平面Ｐ４から視認者によって観察されたときに、前記表示物を中心に芯出しされても、または所定の方式で中心から外れて配置されてもよい。特定の実施形態において、構成要素は、求められる結果を実現するために、いずれかの位置合わせパターン、表示物、もしくは基準マーク、またはそのすべてに対して精度よく、プリント上の正確な位置に配置されなければならない。芯なし構造の構成要素は、過大なサイズであってもよく、表示物に対して芯出しされる構成要素の精度のよい正確な位置決めを行う必要はない。これに代えて、芯なし構造の構成要素は、精度を必要としてもよく、その構成要素が、フレネルレンズなどの特定のレンズを基準に配置される場合には、正確に位置決めされてもよい。一つ以上の視点Ｐ４からＰ５は、光学倍率を持つことができる。他の視点は、代わりに光学倍率を持たなくてもよいが、このことは所望の結果によって異なる。視点が光学倍率を必要としない場合、光学倍率は、最終的な所定の形状についての必要事項ではない。
【００５８】
図１０に、異なる焦点距離を用いる他の実施形態を示す。本実施形態において、マーキング粒子の特定のサイズ分布は、第１の層３５２を含み、この第１の層３５２は、前述したように、第１の層３５２に対応したプリンタで取得できる程度で小さい第１体積平均直径「ｄ1」を持つトナー３５４から形成される。これに代わる構成として、この層は、透明な層であってもよい。複数のサイズおよび特定のサイズ分布を有する粒子の集合を含むことができる第２の層３６０は、第１体積平均直径よりも大きい体積平均直径「ｄ2」（「ｄ2」≧「ｄ1」）を持つことができる透明トナー３５８から形成され、一つのモジュールを通る２回以上の塗布または工程を含むことで、前述した最終的な所定の多次元形状Ｌ1よりも急傾斜でより高い最終的な所定の多次元形状Ｌ2を提供する。前述の最終的な所定の多次元形状は、ここでは、単純にするために角のある状態で示されているが、実際には元来、曲線状であるのが普通である。最終的な所定の多次元形状は、レンズ配列の場合のように最終的な所定の多次元形状が繰り返し現れる周期的なパターンに構成でき、所定の屈折率を有する楕円形または円形のいずれか一方の特性を含むことができる。最終的な所定の多次元形状３５５は、漸増的に、一つ以上の位置合わせパターン（Ｐ2およびＰ3）と位置合わせされ、これにより、たとえば、前記形状が１．０を超える倍率を有する場合のように、画像層３５３を基準に前記形状が配置される。最終的な多次元形状Ｌ2は、複数の角度で見ることに適しており、角度を変えて見た場合に２つ以上の画像を見ることができる。
【００５９】
図９に示した実施形態において、レンズ素子Ｌ１は、投影用のレンズである。図１０に示した実施形態において、レンズＬ２は、複数の視点で見るためのものである。Ｌ１およびＬ２は、その最終的な用途での必要性に応じて、異なる集束距離および異なる焦点距離の少なくともいずれかを提供する異なる光学倍率を有する。図９および図１０に示す２つのレンズＬ１およびＬ２の一方または両方に追加して、または入れ替えて他の光学素子を設けることもできる。イーストマンコダックに譲渡された「Ｄｅｐｔｈ  ｉｍａｇｅ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄ  ｗｉｔｈ  ａｎｇｕｌａｒｌｙ  ｃｈａｎｇｉｎｇ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ（角度によって変化する表示情報を有する奥行き画像装置および方法）」という名称の米国特許第５，５４３，９６４号は、作製可能な各種のレンズ形状および用途のいくつかを説明している。前記米国特許５，５４３，９６４号には、図１０で行っているような、見る人に異なる向きで投影される、奥行きの異なる画像場面を有する奥行き画像を作製する装置および方法が記載されている。各種の向きのそれぞれにおいて、見る人に異なる眺望を提供することができる。異なる向きで異なる場面またはビューを提供するために、Ｌ１など、焦点距離が異なる複数の所定の多次元形状３５５が、画像の各部分に印刷される。
【００６０】
基板上の画像の上に異なる複数の所定の多次元形状３５５を印刷することは、印刷ファイルへの、異なる画像内容上部の所定の多次元形状３５５の層の書き込みによって達成される。本発明は、単一の工程において、または複数の工程の中で、画像とレンズの両方を同一の機械で印刷できるという利点を有する。
【００６１】
最終的な所定の多次元形状３５５は、レンズ配列の場合のように最終的な所定の多次元形状が繰り返される周期的なパターンに構成でき、所定の屈折率を有する楕円形または円形のいずれか一方の特性を含むことができる。最終的な所定の多次元形状Ｌ１は、光の方向を変えるレンズに適しており、このレンズは、形成される最終的な所定の多次元形状Ｌ１に応じて、そのレンズを通る光を集束または分散させることができる。最終的な所定形状３５５は、利用するトナーが透明で、ほぼ１．６０の屈折率を有し、かつ受像体が、所望の効果に必要とされるとおりに透明であるか、フィルタであるか、または半透明である場合に、投影拡大システムに利用することができる。
【００６２】
図１１および図１２に、一つ以上の画像表示物の上で、それぞれ位置合わせパターン（Ｐ1）および（Ｐ2とＰ3）を基準に受像部材に形成されるプリントを示す。図において、このプリントは、一つの文字として示されているが、各種のマークおよびこれらの複合物を含むことができる。位置合わせパターンも、後述する図１３〜１５に示される各種の特徴物を含むことができる。
【００６３】
受像部材上に形成されたプリントのいくつかが図１３，１４，１５に示されている。図において、これらのプリントは、受像体上にマーキング粒子被覆域を含む各種の最終的な所定の多次元形状を提示しており、最終的な所定の多次元形状が付着される領域に、所望の印刷画像およびマーキング粒子被覆域３７０を提供する。図１３に示す円形の最終的な所定の多次元形状は、効果的な円形レンズ３７２になる。図１４に示す楕円形状の最終的な所定の多次元形状は、効果的な楕円レンズ３７４になる。図１５に示す最終的な所定の多次元形状は、一連の平行線３７６の形状であるが、この平行線３７６は、実際には「円筒状」の形状であり、効果的なプリズムレンズ３７８になる。最終的な所定の多次元形状は、これらのプリントの前景に示され、印刷画像の少なくとも一部を表しているが、この形状はプリントの前景または背景のいずれであってもよい。これに代わる構成として、透明トナーのみを利用する場合は、印刷画像はまったく存在しなくてもよい。
【００６４】
他の実施形態において、受像体に隆起多次元トナー形状を静電記録式に印刷する方法４００は、透明トナーおよび着色トナーの両方を利用して、同一工程中、または後の関連する工程中に、画像上への最終的な多次元形状の印刷を行うことができる。着色トナーから形成される画像に対してレンズ配列状に並べられる統合されたレンチキュラ画像として、最終的な所定の多次元形状を同一または関連する工程において位置決めすることは、本発明に基づいて利用できる緊密な位置合わせを利用して行われる。これは、具体的には、有利な地点から各言語を読み取れるように配設されるレンズ配列と共に、シート上に２つ以上の言語を印刷することに利用できる。このことは、パッケージングにおいて、または業務ラベル、官製ラベル、警告ラベルなどに利用される多言語書式を提供するという点で役立つ。
【００６５】
本方法は、ＬＣＵからの情報に基づいて、位置合わせ参照を基準に着色トナーの第１層を付着させる第１ステップ４１２を含む。次のステップ４１４および追加の同様のステップ４１５において、位置合わせ参照パターンに対してトナーの第２層または後続層が付着され、この付着は、所望の多次元形状の第２の部分または層を形成するのに必要な指定の「レンズ形状決定要因」を有する所定サイズのマーキング粒子を用いて行われる。第３ステップ４１６において、第１層の多次元形状は、第２層の多次元形状と位置合わせされて、最終的な多次元形状を形成する。任意構成として、最終的な多次元形状は、４１８において、望ましい所定の多次元形状または所望の形状特性を呈するように、融着中と同様に、熱、圧力、または化学物質で処理されてもよい。ステップ１〜４は、所定の多次元形状２５２を形成するために必要な分だけ繰り返される。
【００６６】
所望の粒子特性は、「レンズ形状決定要因」３５０とも呼ばれ、透明トナーについて単独で参照される場合は、マーキング粒子の特定のサイズ分布を含む。追加の「レンズ形状決定要因」は、耐久性、透明度、色、形態、表面粗さ、平滑性、色の鮮明度、および屈折率を含む。マーキング粒子の特定のサイズ分布の一つは、第１層に６〜１２ミクロンの体積平均直径、ならびに第２層および後続の層に１２〜３０ミクロンの体積平均直径を含む。
【００６７】
特定の実施形態において、前述したように測定された１４および１９ミクロンの定着前平均粒子サイズでは、透明トナーの単一の層を用いて、それぞれ約１４および１９ミクロンの平均高さで最終的に定着された三次元形状のレンズが作製された。位置合わせされる複数の層を利用して、レンズの高さを１００ミクロンまで増やすことができる。画像上に曲線状の形状と、１２〜１００ミクロンの高さとを有する最終形状により、画像は、各種の角度で観察したときに動いて見える三次元形状になる。この曲線状の形状は、図７にＳ４として示すような略放物線状の形状である。
【００６８】
第４または第５画像データモジュールなどの追加のモジュールを利用して、最終的な所望の多次元トナー形状を生成できる方法はいくつか存在する。第５モジュールの画像データは、元のＣＭＹＫ色データからデジタルフロントエンド（ＤＦＥ）によって生成することができ、これは、２００６年１１月２１日に、イー（Ｙｅｅ  Ｓ．Ｎｇ）他の名前で付与された米国特許第７，１３９，５２１号の逆マスク技術を使用したものである。この場合、透明トナーは利用されない。隆起多次元トナー形状を印刷するための逆マスクは、ゼロのマーキング値を用いて描画されたＣＭＹＫ色ピクセル値が、全強度（１００％）の第５モジュールピクセル値を生成するように形成される。次に、第５モジュールの画像データは、特殊な形状を描画するハーフトーンスクリーンを用いて処理される。したがって、所望の最終的な多次元トナー形状は、ＣＭＹＫトナーが存在する画像（すなわち前景）上には印刷できるが、背景領域には印刷されない。
【００６９】
一つの代替実施形態において、ＤＦＥは、ラスタ画像処理（ＲＩＰｐｉｎｇ）中に、描画されたＣＹＭＫ色ピクセルに適用できるテキスト、線／図形、および画像タイプなどのオブジェクト型情報を保存することに利用できる。第５モジュールは、トナー層を塗布し、その後、オブジェクトの特定の型についてのオペレータの要求に従って、画像形成データが生成される。たとえば、テキスト型のオブジェクトのみが必要とされる場合、ＤＦＥは、テキストオブジェクトの上にのみ第５の画像データを生成し、他のオブジェクト型はゼロの値を持つことになる。次に、この第５の画像ピクセルは、所望の特殊なテクスチャを生成するハーフトーンスクリーンを用いてスクリーン処理される。ここで、最終的な多次元トナー形状は、テキストオブジェクトの上に現れるが、他のオブジェクトの外見は通常のままである（テクスチャ処理されない）。
【００７０】
他の代替実施形態において、オペレータが選択した、特殊なテクスチャ外観を有する第５画像スポットが、ＣＭＹＫ／ＲＧＢ画像オブジェクトの上部に形成される。ＤＦＥは、これに対応して第５チャンネルの画像データを処理し、そのデータを印刷機に送って印刷する。印刷機において、特殊なハーフトーンスクリーン（たとえば、コントーン（contone）スクリーン）は、第５画像データをスクリーン処理するように構成される。その結果、オペレータの選択に一致する隆起した外観と共に、特殊なテクスチャが印刷される。
【００７１】
これらの手法のすべてにおいて、カラー画像または透明トナーの上部に透明トナーを塗布して、最終的な多次元トナー形状を形成することができる。透明トナーの画像平面に対応するテクスチャ情報は、バイナリである必要はないことに留意されたい。すなわち、ピクセルごとに必要とされる透明トナーの量は、１００％所要量または０％所要量のいずれかを前提とするのみでなくてもよく、中間の「諧調」数量も同様に必要とされてよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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