(57)【要約】基体上に装飾を印刷する方法は、インクジェット印刷によって、基体上に所定のデザインのインクコーティングを施すことを含む。硬化したインクコーティングを形成するために、インクコーティングは硬化され、硬化したインクコーティングの一部がトリミングされる。トリミングによって生じた残存インク粒子は、クリーニングによって基体から除去される。印刷された基体は、基体と、基体上に印刷された装飾とを含む。装飾は、鋸状のエッジがなく、１．５μｍ〜５μｍの範囲内の厚さを有する、インクジェット印刷されたインクコーティングの少なくとも１つの層を含む。
2017501044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装飾を印刷する方法であって、
インクジェット印刷によって、基体の表面に所定のデザインのインクコーティングを施す工程と、
前記インクコーティングを硬化させて、硬化後の厚さが１．５μｍ〜５μｍの範囲内にある硬化したインクコーティングを形成する工程と、
前記硬化したインクコーティングの一部を除去するための波長を有するレーザを用いて、前記硬化したインクコーティングの一部をレーザ彫刻する工程であって、前記インクコーティングが、前記レーザの前記波長を、前記基体よりも多く吸収する、レーザ彫刻する工程と、
を有してなることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記レーザ彫刻する工程が、前記硬化したインクコーティングにおける鋸状のインクジェット印刷欠陥を焼失させることを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記硬化したインクコーティングの一部をレーザ彫刻する前記工程が、前記硬化したインクコーティングのエッジ部分を除去することを含む、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記硬化したインクコーティングの一部を除去するためにレーザ彫刻する前記工程が、前記硬化したインクコーティング内に空白部を切り出すことを含む、請求項１〜３のいずれか一項記載の方法。
【請求項５】
前記硬化したインクコーティングの一部を除去するためにレーザ彫刻する前記工程が、１回のレーザ彫刻プロセスで、前記硬化したインクコーティングのエッジ部分を除去することと、前記硬化したインクコーティング内に空白部を切り出すこととを含む、請求項１〜４のいずれか一項記載の方法。
【請求項６】
前記基体が、ガラス基体またはガラスセラミック基体を含む、請求項１〜５のいずれか一項記載の方法。
【請求項７】
基体と、
前記基体に印刷された装飾であって、鋸状のエッジがなく、１．５μｍ〜５μｍの範囲内の厚さを有する、インクジェット印刷されたインクコーティングの少なくとも１つの層を含む装飾と
を含むことを特徴とする、印刷された基体。
【請求項８】
前記基体が、ガラス基体またはガラスセラミック基体を含む、請求項７記載の印刷された基体。
【請求項９】
前記インクジェット印刷されたインクコーティングが、１００μｍ未満の最長断面寸法を有する少なくとも１つの空白部を含む、請求項７または８記載の印刷された基体。
【請求項１０】
前記基体が、化学的に強化されたガラスを含む、請求項１〜９のいずれか一項記載の印刷された基体。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は、合衆国法典第３５巻第１１９条に基づき、２０１３年１０月１４日に出願された米国仮特許出願第６１／８９０，５９１号による優先権を主張するものであり、その内容に依拠すると共に、その全体を参照して本明細書に組み込む。
【技術分野】
【０００２】
本分野は、基体上に装飾を印刷する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、携帯電話、タブレット、およびラップトップコンピュータ等の、ディスプレイを有する民生用電子装置用の、カバーレンズとしてのガラスの使用が爆発的に増えている。この増加の理由の一部は、ガラス製造プロセスおよびガラス組成の改善の結果として、ガラス製カバーレンズの耐損傷性が高まったことによる。また、ガラス製カバーレンズは、装置の美的な外観を高めつつ、タッチディスプレイの操作の感触も向上させる。
【０００４】
ガラス製カバーレンズには、典型的に、様々な理由で装飾が印刷される。装飾の用途の１つは、装置内部の電子構成要素がユーザから見えないように隠すことである。装飾の別の用途は、１つの製品またはブランドを別の製品またはブランドから区別するためのロゴとしてのものである。装飾は、装置の状態またはタッチボタンの位置を示すアイコンとしても機能し得る。また、装飾は、単に装置の美的な外観を高めるために用いられ得る。
【０００５】
装飾は、典型的には、カバーレンズの表面上のインクコーティングの形態である。上述の用途に適したものとするために、インクコーティングは、効果的に遮光するための十分な光学濃度を有すると共に、ピンホールや鋸状のエッジ等の目に見える欠陥がないべきである。インクコーティングは、装置が動作することが期待されるあらゆる環境下において、接着性および色を維持すべきである。また、コーティングは、装置の他の機能と適合すべきであり、例えば、装置のタッチディスプレイモジュールへのカバーレンズの取り付けに邪魔にならないよう十分に薄く、装置の無線アンテナの機能の邪魔にならないよう十分に高い電気抵抗を有するべきである。
【０００６】
現在の技術水準は、スクリーン印刷を用いて、ガラス製カバーレンズ上に装飾を印刷するものである。大量のカバーレンズに同じデザインを繰り返し印刷するには、スクリーン印刷は、比較的速いサイクル時間および低コストの成熟したプロセスである。しかし、スクリーン印刷には幾つかの課題もある。スクリーン印刷プロセスは、印刷中のインク中の溶媒の蒸発、スクリーン乳剤およびスキージの摩耗、およびスクリーンの張力の損失に起因して、常に変化する。印刷中に環境によってスクリーンに何らかの汚れが生じると、基体上の汚れた領域へのインクの付着が阻害され、ピンホール欠陥が生じる。これらのピンホールは、欠陥を覆うために、欠陥の位置に手作業でインクを塗布することにより、もしくは既存のインク層の上に同じインクの更なる層を印刷することにより、または、ガラスの部分から全てのインクを剥がして再び印刷することにより、補修することができる。各補修方法は、コストを増加させ、更なる処理中に他の欠陥が生じるリスクを高める。
【０００７】
また、スクリーン印刷プロセスは、作ることができるパターンのタイプが限られている。カバーレンズに多色を施す場合には、各色を別々の層に印刷しなければならず、色を施す作業の間に各層を硬化させなければならない。この複数の工程は、全体的な処理時間を非常に長くし、更なる各層のプリンタにより製造コストを増加させると共に、余分な処理に起因した歩留り損失の割合を高める。これらの課題は、装置のデザイナーがカバーレンズのデザインのために使用可能な選択肢を制限する。今日まで、装置のカバーレンズに用いられる色は、異なる６色を超えないのが一般的であり、通常は異なる２〜４色のみである。装飾的なデザインにおいて用いられる新たな各色は、新たなインクを必要とする。必要なカスタマイズは、新たなデザインの注文からカバーレンズを仕上げるまでの応答時間を遅くする。従って、スクリーン印刷等の従来の印刷方法の欠点が無い、複数のパターンおよび／または色を有する装飾を施す方法が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本開示の主題は、基体の表面に装飾を印刷する方法に関する。１つの態様において、この方法は、インクジェット印刷およびレーザ彫刻の組合せを用いて、基体表面に装飾を作る。この方法は、高度に定義された特徴を有する装飾を生じ、スクリーン印刷等の従来の印刷方法では一般的には可能でないデザインの柔軟性を可能にする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
１つの例示的な実施形態において、基体上に装飾を印刷する方法は、インクジェット印刷によって、基体に所定のデザインのインクコーティングを施すことを含む。次に、インクコーティングは硬化され、硬化後のインクコーティングは１．５μｍ〜５μｍの範囲内の厚さを有する。この方法は、硬化したインクコーティングの一部を除去するための波長を有するレーザを用いて、硬化したインクコーティングの一部をレーザ彫刻することを含み、インクコーティングは、レーザの波長を、基体よりも多く吸収する。
【００１０】
別の例示的な実施形態は、印刷された装飾を有する、印刷された基体である。装飾は、鋸状のエッジがなく、１．５μｍ〜５μｍの範囲内の厚さを有する、インクジェット印刷されたインクコーティングの少なくとも１つの層を有し得る。
【発明の効果】
【００１１】
この方法の１つの利点は、インクジェットプリンタは、スクリーン等の転写媒体を用いずに、インクの液滴を基体の表面の所望の位置に直接もたらすことができるので、インクの無駄が低減されることである。別の利点は、インクジェット印刷によって形成されるインクコーティングは比較的薄く（例えば約１．５μｍ〜約５μｍの範囲内に）できることであり、これにより、５μｍより厚いコーティングが問題となり得る民生用電子ディスプレイ装置の組立てにおける下流のプロセスが容易になる。また、この比較的薄いインクコーティングは、インクコーティングを除去するレーザから生じる熱に基体が晒される時間が短いため、例えば基体が強化ガラスである場合に、下にある基体の圧縮応力の減少を抑制できる。
【００１２】
別の利点は、印刷するためのインクジェットプリンタにアップロード可能なドローイングファイル中で、所望のデザインを定義できることである。この場合、新たなデザインの印刷は、新たなデザインの定義を含むドローイングファイルを設けるだけの簡単なこととなる。
【００１３】
別の利点は、インクジェットプリンタの１回の動作で複数の色を印刷できることである。
【００１４】
別の利点は、レーザ彫刻プロセスが、インクジェット印刷されたデザインから、一般的な印刷上の欠陥をなくすことである。また、レーザ彫刻は、インクジェット印刷されたデザインにおいて細かい特徴を形成できる。
【００１５】
上記の概要説明および以下の詳細説明は共に例示的なものに過ぎず、特許請求される本開示の性質および特徴を理解するための概観または枠組みを提供することを意図したものであることを理解されたい。添付の図面は本開示の更なる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれてその一部をなすものである。図面は本開示の様々な実施形態を示しており、記載と共に、本開示の原理および作用を説明する役割を担うものである。
【００１６】
以下は、添付の図面中の図の説明である。図面は必ずしも縮尺通りではなく、明確および簡潔のために、図面の特定の特徴および特定の図は縮尺が誇張されてまたは模式的に示され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】１以上の実施形態による、基体の表面に装飾的なコーティングを施すプロセスを示す。
【図２】１以上の実施形態による、基体に印刷されるデザインを示す
【図３】１以上の実施形態による、基体にデザインを印刷するためのインクジェット装置を示す
【図４】１以上の実施形態による、基体の表面に印刷されたインクコーティングを示す
【図５Ａ】１以上の実施形態による、鋸状のエッジを有するインクジェットコーティングを示す
【図５Ｂ】１以上の実施形態による、基体上のインクコーティングのエッジのレーザトリミングを示す
【図６】１以上の実施形態による、インクジェットコーティングを有する基体のコーティング厚さのプロットを示す
【図７】図６の基体の光学濃度のプロットを示す
【図８】１以上の実施形態による、インクジェットコーティングを有する基体の光学濃度とコーティング厚さとの関係を示す
【図９】１以上の実施形態による、インクジェット印刷による典型的なインクコーティング厚さプロファイルを示す
【図１０】スクリーン印刷による典型的なコーティング厚さプロファイルを示す
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下の詳細な説明では、本開示の実施形態の完全な理解を提供するために、多くの具体的な詳細が述べられ得る。しかし、当業者には、本開示の実施形態が、これらの具体的な詳細の一部またはすべてを有さずとも実施され得る場合が自明である。更に、本開示を不必要に不明瞭にしないために、周知の特徴またはプロセスは詳細に説明されない場合がある。更に、類似または同一の参照番号は、共通または類似の要素を識別するために用いられ得る。
【００１９】
図１は、ガラス基体（例えば、カバーレンズ）およびガラスセラミック基体（電子装置ハウジング）等の基体の表面に装飾を印刷するための例示的なプロセスフローを示す。装飾は、単一の層または複数の層で構成され得る。１０において、プロセスは、基体の表面に所定のデザインをインクジェット印刷することを含む（「インクジェット印刷」）。インクジェット印刷により、基体の表面にインクコーティングが生じ、このインクコーティングは、装飾の１つの層、または装飾が１つの層のみを有する場合には唯一の層を構成する。１２において、インクコーティングは硬化される（「硬化」）。１４において、レーザ彫刻によって、硬化したインクコーティングの一部（例えばエッジ等）がトリミングされる（「レーザ彫刻」）。レーザ彫刻は、インクコーティング内に細かい特徴を切り出すことも含み得る。一部の実施形態では、１６において、基体は、レーザ彫刻で残された残存インク粒子を除去するために、必要に応じてクリーニングされる（「クリーニング」）。必要に応じて、１８において、表面に、装飾の更なる層となる更なるインクコーティング層が印刷され得る（「更なる印刷」）。更なるインクコーティング層は、第１のインクコーティングと同じ色または異なる色であり得る。２０において、表面に印刷された更なるインクコーティング（あれば）が硬化される（「更なる硬化」）。クリーニング１６を伴ってもまたは伴わなくてもよいレーザ彫刻１４は、更なる印刷１８の後に行われてもよい。１以上の実施形態では、クリーニング１６を伴ってもまたは伴わなくてもよい更なる印刷１８およびレーザ彫刻１４は、デザインを達成するために所望の回数だけ繰り返され得る。
【００２０】
インクジェット印刷（図１の１０）
図２は、基体に印刷される装飾的なデザイン２２を示す。図２に示されているデザイン２２は、単に説明を目的とするものであり、本発明を限定することを意図しないことは明らかであるべきである。デザイン２２は、オブジェクト２４、２６を含む。オブジェクト２４は、デザイン２２が印刷される基体の表面に対応する。オブジェクト２４は、色を持たない、または透明である。オブジェクト２６は、基体の表面に印刷される幾何学的な形状を表す。オブジェクト２４、２６のエッジは、構造線２８、２９ａ、２９ｂによって示されており、これらは印刷されたデザインには現れない。オブジェクト２６については、異なる色を示すために異なるシェーディングが用いられている。これらは、オブジェクト２６中のインクコーティング内の空白部（穴等）であってもよい。図２には例示的な空白部２７が示されている。オブジェクトのエッジおよび色に関するデザイン２２の定義は、適切なグラフィックソフトウェアを用いて準備でき、ドローイングファイルに格納できる。ドローイングファイルは、基体の表面に印刷するためのインクジェットプリンタにアップロードされ得る。
【００２１】
図３は、基体３２の表面３０への図２のデザイン２２のインクジェット印刷を示す。一実施形態では、基体３２は、必要に応じて（例えばイオン交換法によって）強化されたガラス基体である。別の実施形態では、基体は、必要に応じて強化された（例えば、イオン交換法によって化学的に強化された）ガラスセラミック基体を含み得る。インクジェットプリントヘッド３４は、矢印３６によって示されるように表面３０に沿って前後に移動しながら、所望のデザインに従った表面３０の位置に、ピコリットル台のインクの液滴を付着させる。インクジェットプリントヘッド３４は、図示しないカートリッジからインクを受け取る。カートリッジは、シアン、マゼンタ、イエロー、および黒のインクジェット印刷色を有するのが典型的である。カートリッジは、印刷されるデザインの色の解像度を向上させるために、更なる色を有してもよい。
【００２２】
表面３０へのインクジェット印刷の前に、インクの付着および接着を邪魔し得る表面の汚れ（あれば）を除去するために、基体３２はクリーニングされ得る。更に、インクを付着させる前に、表面３０へのインクの接着を補助するために、下塗剤が表面３０に塗布され得る。下塗剤の材料は、表面３０の基体材料への良好な接着性を有すると共に、インクが接着するための適切な表面を設けるものとすべきである。デザインの印刷に用いられるインクジェットプリンタは、任意の適切なデジタルインクジェットフラットベッドプリンタであり得る。例えば、表面へのインクの印刷は、３Ｍａｃデジタルインクジェットフラットベッドプリンタおよびエプソン社のインクジェットプリントヘッドを用いて良好に行われた。液滴サイズ、ＤＰＩ解像度、および印刷するチャネル数等のインクジェット印刷パラメータは、印刷サイクル時間を最小化しつつ、所望のコーティング厚さおよび光学濃度を達成するよう、最適化され得る。
【００２３】
インクジェットプリントヘッド３４が印刷を完了したら、表面３０にインクコーティングが生じる。図４は、そのようなインクコーティング３８を示す。図２に示されているシェーディングは、コーティングの異なる色を示すために図４でも保持されている。一実施形態では、インクジェット印刷パラメータは、インクコーティングが約３より高い、約３．２より高い、約３．４より高い、約３．６より高い光学濃度を有するよう選択される。光学濃度の上限は特にない。３の光学濃度とは、９９．９％の光が遮光されることを意味する。光学濃度が高いほど、遮光率が高くなる。一実施形態では、インクジェット印刷パラメータは、インクコーティングが硬化後に１．５μｍ〜５μｍ、または１．５μｍ〜３μｍの範囲の厚さを有するよう選択される。インクジェット印刷による１．５μｍ（硬化および乾燥後）のコーティングは、およそ３の光学濃度に対応し、３μｍのコーティングはおよそ６の光学濃度に対応し、５μｍのコーティングはおよそ７を超える光学濃度に対応する。一般的に、コーティングが厚いほど、対応する光学濃度およびコーティングによる遮光率は高くなる。インクジェット印刷は、（硬化および乾燥後の）厚さを±０．１５μｍ以内に制御できる。そのような薄いコーティングは、民生用電子ディスプレイの組立てにおける、一般的に５μｍ以下のインク厚さを必要とする下流のプロセスとの適合性がより高い。そのような下流のプロセスの１つは、基体上への反射防止膜、割れ防止膜、またはＩＴＯコーティング膜の積層であり、インクコーティングが薄いほど、インクのエッジにおいて膜と基体との間に気泡が生じるリスクが低減される。別のプロセスは、タッチディスプレイモジュールへの印刷されたカバーレンズの直接接着組立てであり、この場合、コーティングが薄いほど、インクのエッジにおいて気泡が生じるリスクが低減されると共に、装飾的なインクの厚さによって生じる空間を埋めるのに要する光学的に透明な接着剤の量も低減される。また、５μｍ以下の薄いコーティングは、インクジェットコーティングの一部を除去するためにレーザ彫刻が用いられる際に、下にある基体の損傷も抑制できる。インクジェットコーティングが厚いほど、レーザ彫刻中に生じる熱が増え、それによって下にある基体の熱への暴露が高まり、一部の状況においては、熱への暴露によって基体が損傷され得る。熱への暴露によって損傷され得る基体の一例は、強化ガラス基体（例えばイオン交換された、化学的に強化されたガラス基体）である。
【００２４】
インクジェット印刷において用いられるインクは、熱硬化性インクまたはＵＶ硬化性インクであり得る。一部の実施形態では、インクは、熱硬化性および／またはＵＶ硬化性の樹脂ベースのものであり得る。熱硬化性インクは、典型的には８０℃〜１８０℃の高温での焼き付けによって硬化される。焼き付け時間は典型的には３０分〜６０分である。ＵＶ硬化性インクは、ＵＶ光によって硬化される。ＵＶ硬化は、概して、熱硬化よりも遥かに速く、大量生産により適している場合がある。一方、基体がガラスを含む場合には、幾つかのガラス基体は同じ時間で硬化できるので、用いる硬化方法を決定する際に、硬化時間は必ずしも重要ではない。適切なインクは、市販されているものから得てもよく、または印刷されるデザインの所望の特性に応じて特別に調製してもよい。インクは、顔料ペースト、無機および有機樹脂の混合物、溶媒の混合物、並びに流れ促進剤および脱気剤等の更なる添加剤を含んでもよい。
【００２５】
硬化（図１の１２）
インクコーティング３８は、インクコーティング中の樹脂の架橋を完了させるために硬化される。インクコーティング中に揮発性の成分が存在する場合には、揮発性の成分は、硬化中にインクコーティングから消散し、これにより、コーティングの適切な硬化および基体表面へのコーティングの接着が確実になる。インクコーティングを印刷する際に用いられるインクのタイプに応じて、硬化は、ＵＶ光への露光によって、またはコンベクションオーブンおよび赤外線オーブン内での焼き付けによって達成され得る。
【００２６】
レーザ彫刻（図１の１４）
インクジェットコーティングは、典型的に鋸状のエッジを有し、それらは、コーティングのエッジにおける液滴の重なりに起因するものである。図５Ａは、インクジェットコーティングによる印刷エッジ品質の顕微鏡画像であり、典型的には５０〜１００μｍの幅の鋸状のエッジ３７がある。一実施形態では、レーザ彫刻を用いて、鋸状のエッジがトリミングされる。レーザ彫刻では、レーザ源を用いて、材料の選択された部分にレーザエネルギーを集中させる（「レーザ」）。この場合、材料は基体表面上のインクコーティング３８（図４）となる。レーザエネルギーは、インクコーティングの小さい領域（例えば、インクコーティング３８の鋸状の印刷欠陥が位置するエッジの周囲）に集中させることができる。一部の実施形態では、レーザは、直径が約２０μｍ〜１００μｍの範囲のスポット径を有し得る。一部の実施形態では、スポット径は、直径が１００μｍ未満、または直径が６０μｍ未満であり得る。レーザ彫刻機は、デザイン２２の定義（図２）を受け取る。レーザ彫刻にはデザインの色情報は必要ない。図５Ｂに示されるように、レーザ彫刻機は、受け取ったデザイン定義を用いて、インクコーティング３８の内側および外側のエッジ３８ａ、３８ｂに沿ってレーザ４０をガイドする。レーザ彫刻機は、後述するように、受け取ったデザインに従って、レーザ４０をインクコーティング３８の他の部分にガイドしてもよいことが理解されよう。レーザエネルギーは、インクコーティングの内側および外側のエッジの小量の材料を燃やし、例えば、インクコーティングの５０〜１００μｍの幅を焼失させて、鋸状のエッジが無い、くっきりとした内側および外側のエッジを残すことができる。
【００２７】
先に、デザイン２２（図２）は、穴２７（図２）等の１以上の空白部を含んでもよいことを示した。空白部の他の例としては、線、または幾何学的な形状もしくはデザインが挙げられる。幾何学的な形状またはデザインの例としては、楕円、円、四辺形、曲線形状等が挙げられるが、それらに限定されない。これらの空白部は、インクジェット印刷で解像するには小さすぎる場合がある。例えば、空白部は、２００μｍ以下、１７５μｍ以下、１５０μｍ以下、１２５μｍ以下、１００μｍ以下、７５μｍ以下の平均最長断面寸法を示し得る。一部の実施形態では、平均最長断面寸法は、７５μｍ〜２００μｍ、７５μｍ〜１７５μｍ、７５μｍ〜１５０μｍ、７５μｍ〜１２５μｍ、または７５μｍ〜１００μｍの範囲内であり得る。本明細書で用いる「最長断面寸法」という用語は、基体の表面に対して平行な空白部の特定の寸法を指す。従って、明確のために、空白部が円形である場合には、最長断面寸法は空白部の直径であり、空白部が楕円形である場合には、最長断面寸法は、基体の表面に対して平行な楕円形部の最長直径であり、空白部が不規則な形状である場合には、最長断面寸法は、基体の表面に対して平行な不規則な形状の空白部の周囲における最も遠い２つの互いに反対側にある点の間の最長の線である。空白部が線である場合には、最長断面寸法は線の幅であり得る。しかし、レーザ彫刻は、上述のようにインクコーティングのエッジをトリミングしつつ、インクコーティング内にそのような小さな空白部を切り出すために用いられてもよい。レーザ彫刻機は、受け取ったデザインの定義から、空白部の情報を取得できる。
【００２８】
レーザ彫刻に用いられるレーザの波長は、インクコーティング３８には強く吸収されるが、基体３２には強く吸収されないものでなければならない。従って、基体およびインクコーティングの材料は、用いられるレーザを決定する要因となり得る。基体３２よりもインクコーティング３８により強く吸収される波長を有するレーザは、下にある基体への損傷を抑制または回避するために有利であり得る。もし基体３２が、その波長のレーザを吸収すると、基体３２の光学的特性（例えば、基体の透過率および／または反射率）並びに機械的特性（例えば、基体の機械的強度、耐クラック性、および／または圧縮応力）が損なわれ得る。レーザは、例えば、７００ｎｍ〜１ｍｍの範囲内の波長を有する赤外線レーザ、４９５ｎｍ〜５７０ｎｍの波長を有する緑色レーザ、または１０ｎｍ〜３８０ｎｍの波長を有するＵＶレーザであり得る。一部の実施形態では、下にある基体の損傷を回避するために、レーザのパワーおよび／または密度が調節されるか、またはデフォーカスされてもよい。レーザスポット内のパワー分布のガウス性により、依然として基体表面にしっかりと接着している、レーザ彫刻パターンのエッジに沿った、色が暗くなり部分的に燃えたインクコーティングの帯状の部分が生じ得る。一部の実施形態では、この帯状の部分の厚さを抑制できる。
【００２９】
また、インクジェットコーティング３８の厚さも、インクコーティング３８によって強く吸収されるが基体３２によっては強く吸収されない波長を有するレーザを見出す際の要因となり得る。上述したように、インクジェットコーティング３８が厚いほど、レーザ彫刻プロセスにかかる時間が長くなる。インクジェットコーティング３８がレーザを吸収すると、それによって熱が生じ得るが、その熱が、下にある基体３２に伝えられ得る。下にある基体３２が十分に伝導加熱されると、基体３２の光学的および機械的特性の劣化が生じ得る。例えば、熱への暴露によって、ガラスにクラックまたは強度の減少が生じやすくなり得る。また、基体が、イオン交換によって化学的に強化されたガラス基体等の強化ガラスである場合には、応力緩和に起因して、イオン交換によって生じた圧縮応力が減少し得る。一部の実施形態では、レーザ彫刻の前後に基体の特性（例えば、透明度、曇り度、圧縮応力、強度、耐クラック性等）を測定した場合、基体の特性は略同じとなる。本明細書で用いる「略同じ」とは、レーザ彫刻の前後の特性の測定値に、統計的に有意な差がないことを意味する。ｐ値が５％以下である場合に、統計的に有意な差が存在する。基体の強度は、ＡＳＴＭ Ｃ１４９９（およびその後継）（その全体を参照して本明細書に組み込む）に従って、インストロン社（Ｉｎｓｔｒｏｎ）の５８６６試験器を用いたリング・オン・リング試験を用いて測定できる。基体に対するインクジェットコーティングの接着は、ＡＳＴＭ Ｄ３３５９（およびその後継）（その全体を参照して本明細書に組み込む）に従って、ガードコ社（Ｇａｒｄｃｏ）のクロスハッチ接着キットを用いて測定できる。圧縮強度は、折原製作所（Ｏｒｉｈａｒａ）のＦＳＭ６００表面応力計を用いて測定できる。透明度は、オーシャンオプティクス社（Ｏｃｅａｎ Ｏｐｔｉｃ）の分光計を用いて測定できる。曇り度は、ＢＹＫガードナー社（ＢＹＫ−Ｇａｒｄｎｅｒ）の曇り度計を用いて測定できる。
【００３０】
クリーニング（図１の１６）
レーザ彫刻プロセスによって残された残存インク粒子は、クリーニングによって除去される。クリーニングは、超音波洗浄剤槽ラインまたはブラシクリーニングラインにおいて達成され得る。
【００３１】
更なるコーティング（図１の１８）
所望の装飾機能および特性に応じて、装飾的なパターンを完成するために、基体上に更なるインク層が設けられ得る。一部の実施形態では、更なるインク層は、基体上に既に付着されているインク層に対して同じ色または異なる色であり得る。１以上の実施形態では、更なるインク層は、本明細書に別様で記載したように、インクジェット印刷によって施され得る。他の実施形態では、更なるインク層は、インクジェット印刷以外の他の方法によって適用され得る。例えば、幾つかの装飾的なデザインは、色の輝度を完全に認識するために、不透明な白い背景を必要とし、これはスクリーン印刷によってより効果的に達成可能である。例えばメタリックカラーまたはＩＲ/ＵＶ透明コーティング等の幾つかのインクの特徴は、現在のところインクジェット印刷によっては達成できない。これらの更なる特徴は、スクリーン印刷、パッド印刷、またはフィルム転写等の、既存の工業化されたプロセスを用いて印刷することができる。上記の他の方法は、インクジェット印刷１０、硬化１２、レーザ彫刻１４、およびクリーニング１６の後で、および／または、これらの工程の任意のものの前もしくは間において用いられ得る。幾つかの例では、基体表面は、デザイン２２の背景を構成するインクでコーティングされ、これはインクジェット印刷１０の前に適用され得る。
【００３２】
更なる硬化（図１の２０）
ガラス基体上に印刷された任意の更なるインクコーティング層は、インクコーティング中の樹脂の架橋を完了させるために硬化され得る。他の方法によって施された任意のコーティングも硬化され得る。
【実施例】
【００３３】
インクジェット印刷によって、ガラス基体の表面に複数のデザインを印刷した。印刷に用いたインクはＢＭインクであった。印刷には、４チャネル３Ｍａｃデジタルインクジェットフラットベッドプリンタおよびエプソン社のインクジェットプリントヘッドを用いた。インクジェット印刷によってガラス表面にインクを付着させる前に、一部のガラス基体の表面には下塗剤を塗布した。ガラス基体上に形成されたインクコーティングを、バッチコンベクションオーブンおよびＩＲトンネルオーブン内で熱硬化し、ジオワンダー社（Ｇｅｏ−Ｗｏｎｄｅｒ）のレーザ彫刻機に組み込んだキーエンス社のＭＤ−Ｖ９９０ＷＡ ＩＲレーザを用いてレーザトリミングした。最後に、ガラス基体を、洗浄剤槽および脱イオン水槽を有する超音波クリーニングラインを通してクリーニングした。
【００３４】
選択されたサンプルを測定して試験した。アンビオス社（Ａｍｂｉｏｓ）のプロファイル測定器を用いて、インク厚さを測定した。光学濃度計を用いて、光学濃度を測定した。ガードコ社のクロスハッチ接着試験キットを用いて、ガラスに対するインクの接着を試験した。ターチー社（Ｔｅｒｃｈｅｙ）の試験チャンバおよびガードコ社の接着試験キットを用いて、高温高湿下および熱衝撃への暴露下における性能を測定した。塩分を含む霧のチャンバおよびガードコ社の接着試験キットを用いて、塩分を含む霧への暴露下における性能を試験した。耐薬品性試験キットを用いて、インクコーティングの耐薬品性を試験した。
【００３５】
図６は、選択されたサンプルのコーティング厚さのプロットを示す。図７は、選択されたサンプルの光学濃度を示す。図８は、インクジェット印刷されたコーティングの硬化後の光学濃度とコーティング厚さとの関係を示す。図８は、光学濃度が、コーティング厚さに線形に対応することを示している。測定に用いた光学濃度計の限界値は６であった。従って、この光学濃度計では、３μｍを超える厚さでの実際の光学濃度値は測定できなかった。３を超える光学濃度を達成するには、コーティング厚さは１．５μｍを超える必要がある。上記の例では、３６０×３６０ｄｐｉおよび８０％の液滴体積、または３６０×７２０ｄｐｉおよび４０％の液滴体積で印刷することにより、２〜３μｍの硬化後のインクコーティング厚さを達成できる。「液滴体積」とは、印刷中にプリントヘッドから吐出される各小さい滴（液滴）の体積であり、典型的にはピコリットルの範囲内である。より密度が高い解像度および／または大きな液滴体積において、印刷されたインクが過剰な場合には、表面張力によって生じるインクの流れが、コーティング厚さおよび光学濃度の不均一性を生じる。
【００３６】
図９は、インクジェット印刷による、均一な低い厚さを有すると共にエッジの隆起のない典型的なコーティング厚さプロファイルを示す。図１０は、比較の目的で、スクリーン印刷による典型的なコーティング厚さプロファイルを示す。スクリーン印刷の平均コーティング厚さは、インクジェット印刷の平均コーティング厚さよりも遙かに高く、スクリーン印刷では、乳剤の存在に起因して、印刷されたパターンのエッジに沿ったより厚い隆起が存在する。
【００３７】
これらの試験結果は、民生用電子ディスプレイカバーレンズの用途のために、インクジェット印刷およびレーザ彫刻プロセスが実行可能な手段であることを示した。また、これらの結果は、ＢＭインクについては、インクジェット印刷の前にガラス基体の表面に下塗剤を追加しないと、必要なインクの接着が達成されなかったことも示している。
【００３８】
本開示を、限られた数の実施形態に関して説明したが、本開示の利益を享受した当業者は、本明細書に開示された本開示の範囲から逸脱しない他の実施形態も考案され得ることを認識するであろう。従って、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲のみによって限定されるべきである。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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