JP2017533849A - デジタル印刷された物品 - Google Patents

Abstract

３次元物品に直接印刷する装置と方法、並びに、これらにより印刷されるか、又は、物質を上部に沈着させた物品を含め、物質を物品に沈着する装置及び方法が、開示されている。幾つかの場合、この装置と方法は、少なくとも１つの物品と物質沈着装置との間で再循環相対運動を生み出すことを伴う。幾つかの実施例において、１つ以上の物質沈着装置を通る閉ループ経路内で、物品を搬送可能である。物品は、物質沈着装置（複数）を通って一度以上搬送可能であり、物質沈着装置（複数）による各通過の間、所定パターンの一部を、物質沈着装置（複数）により物品へと適用可能である。

Description

本発明は、３次元物品に直接印刷する装置と方法、並びにこれらにより印刷されるか、又は物質をその上部に沈着させた物品を含む、物質を物品に沈着させる装置及び方法を対象とする。

特許文献やインターネット上には、様々な印刷装置と方法が開示されている。印刷装置と方法を開示する特許公報には、Ｊｅｎｎｅｌの米国特許第６，１３５，６５４号；Ｓａｗａｔｓｋｙの米国特許第６，６９９，３５２ Ｂ２号；Ｕｐｔｅｒｇｒｏｖｅの米国特許第７，２１０，４０８ Ｂ２号；Ｂａｘｔｅｒ等の米国特許第７，４６７，８４７ Ｂ２号；Ｕｐｔｅｒｇｒｏｖｅの米国特許第８，５２２，９８９ Ｂ２号；Ｕｐｔｅｒｇｒｏｖｅの米国特許第８，５７９，４０２ Ｂ２号；Ｇｅｒｉｇｋ等の米国特許第８，６６７，８９５ Ｂ２号；Ｐｕｔｚｅｒ等の米国特許出願公開第ＵＳ ２０１１／０２３２５１４ Ａ１号；ＳｃｈａｃｈのＵＳ ２０１３／００１９５６６ Ａ１号；Ｄｏｍｅｉｅｒ等のＵＳ ２０１４／０２８５６００ Ａ１号；並びにＴｉｌｌのＰＣＴ公開ＷＯ ２０１５／０３６３３４号がある。また、Ｘｅｎｎｉａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙは、「Ｄｉｇｉｔａｌ Ｏｕｔｄｏｏｒ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｐｒｉｎｔｉｎｇ（デジタル屋外捺染）」と題されるビデオをＹｏｕ Ｔｕｂｅ上に公開している。このビデオでは、インデックス式に移動する印刷機構を使用した動くバナー素材上の印刷プロセスを見せている。他の種類の装置と方法には、Ｂｒｏａｄの名義で出願された「Ａｐｐａｒａｔｕｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ａｐｐｌｙｉｎｇ ａ Ｌａｂｅｌ ｔｏ ａ Ｎｏｎ−Ｒｕｌｅｄ Ｓｕｒｆａｃｅ（ラベルを非線織面に塗布する装置と方法）」という米国特許出願公開第ＵＳ ２０１２／００３１５４８ Ａ１号で開示された装置と方法がある。

現行の多くの取り組みは、印刷、とりわけ、ボトル等の３次元物品上のインクジェット印刷を対象としている。従来の印刷装置は、シングルパス型、又はマルチパス型のいずれかを取り得る。シングルパス装置は、マルチパス装置よりも高速であるという点で有利である。マルチパス装置は、高い品質を実現できるものの、プリントヘッドが物品上をインデックス式に何度も通らなければならないので、シングルパス装置よりも遅くなる。あいにく、現行のインクジェット技術や現行の印刷装置の場合、３次元物品上で直接印刷して形成するラベルの品質は、個別に印刷した平坦ラベル上で形成したもの程、良くはない。これら取り組みのほとんどが、シングルパス装置の品質向上を目指しているように見られる。印刷、とりわけ、３次元物品上で印刷するための改善された装置と方法が必要とされる。

米国特許第６，１３５，６５４号 米国特許第６，６９９，３５２ Ｂ２号 米国特許第７，２１０，４０８ Ｂ２号 米国特許第７，４６７，８４７ Ｂ２号 米国特許第８，５２２，９８９ Ｂ２号 米国特許第８，５７９，４０２ Ｂ２号 米国特許第８，６６７，８９５ Ｂ２号 米国特許出願公開第ＵＳ ２０１１／０２３２５１４ Ａ１号 ＵＳ ２０１３／００１９５６６ Ａ１号 ＵＳ ２０１４／０２８５６００ Ａ１号 ＰＣＴ公開ＷＯ ２０１５／０３６３３４号 米国特許出願公開第ＵＳ ２０１２／００３１５４８ Ａ１号

本発明は、３次元物品に直接印刷する装置と方法、並びにこれらにより印刷されるか、又は物質をその上部に沈着させた物品を含む、物質を物品に沈着させる装置及び方法を対象とする。

幾つかの場合、この装置と方法は、少なくとも１つの物品と物質沈着装置との間で再循環相対運動を生み出すことを伴う。幾つかの実施例において、１つ以上の物質沈着装置を通る閉ループ経路内で、物品を搬送可能である。物品は、物質沈着装置（複数）を通って一度以上搬送可能であり、物質沈着装置（複数）による各通過の間、所定パターンの一部を、物質沈着装置（複数）により物品へと適用可能である。

物質を物品に沈着させる装置に関する一実施例の概略的平面図である。 図１に示したものと類似する装置の概略的側面図である。 図１に示したものと類似する装置の概略的側面図であり、物品保持具、及び沈着装置用の代替位置が示されている。 物質を物品に沈着させる装置に関する別の実施例の概略的平面図である。 物質を物品に沈着させる装置に関する別の実施例の概略的端面図である。 印刷物品の表面の概略的側面図であり、この表面上で印刷すべき全所定パターンの一部のみを形成する画素の２次元画素配列が示されている。 印刷物品の表面の概略的側面図であり、この表面上で印刷すべき全所定パターンを形成する画素の２次元画素配列が示されている。

図面に示される方法、装置（複数）、並びに物品の実施例は、本来、実例であり、特許請求の範囲が定めた本発明を制限することを意図しない。更に、本発明の特徴は、発明を実施するための形態に照らし合わせれば、より十分に明確になり、理解されるであろう。

本発明は、３次元物品に直接印刷する装置と方法、並びにこれらにより印刷されるか、又は物質をその上部に沈着させた物品を含む、物質を物品に沈着させる装置及び方法を対象とする。本明細書では、「方法（method）」という用語を、「プロセス（process）」という用語と同じ意味で使用することがある。

図１及び２Ａは、物質２２を少なくとも１つの物品１０上で沈着させる装置２０の非限定的実施例を示す。図１及び２Ａで見られるように、装置２０は、物質沈着装置２６が配置される少なくとも１つの位置２５Ａを通って、少なくとも１つの物品１０を搬送する物品搬送装置２４を含む。本明細書で使用されるとおり、「搬送装置（conveyor）」という用語は、一般に物品を移動させる装置に言及し、コンベヤーベルトに限定されない。

装置２０を使用して、物質又は材料２２を多数の異なる種類の３次元の物品１０上で沈着させることが可能である。このような物品には、キャップ、クロージャ、ボトル；ボックス；缶；カートン；コンテナ；ランドリー投入ボール；レザー；レザーブレードヘッドと柄などの消費財の構成部品；スプレートリガー；タブ型容器；タンポンチューブを含むチューブ；並びにデオドラント・スティック容器があるが、これらに限定されない。この物品には、使い捨て消費財を含む、消費財用の一次包装体が挙げられ得る。他の物品には、限定されないが、ボトルキャップ、及び完成ボトル形状まで継続して吹き込まれるボトルプリフォームを含む容器又は包装体の構成部品が挙げられる。装置２０を使用して、空容器、一部が満たされた容器、又は完全に満たされた容器を搬送及び印刷することができる。容器は、その全体若しくは一部が、剛性又は柔軟な構造を取ることが可能である。このような容器は、蓋が付いているか、又は蓋がなくてもよい。物品は、プラスチック、金属、及び／又はボール紙が挙げられるが、これらに限定されない任意の適切な材料から作ることが可能である。

物質沈着装置（複数）（「沈着装置」）２６は、任意の適切な物質（又は、「材料」）を物品１０上で沈着させることができる。適切な材料には、インク（ＵＶ−硬化性インク、及びアクリレート系インクを含む）、コーティング、並びにローションが挙げられるが、これらに限定されない。材料は、任意の適切な形態で沈着させることができる。適切な形態には、液体、粉末、並びに熱溶解物が挙げられる（後者は、加熱して流れ得る固体である）が、これらに限定されない。材料は、任意の適切なパターンで沈着させることができる。適切なパターンは、規則正しいか、又は不規則であって良く、図柄、画像、テキスト、証印、テキスチャ、機能被覆、並びにこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。沈着装置２６には、インクジェットプリントヘッド、ノズル、並びに他の種類の材料沈着装置が挙げられるが、これらに限定されない任意の適切な種類の装置であってよい。

装置２０と方法は、物品１０と沈着装置（複数）２６との間で、１つ以上の種類の相対運動を生み出すことができる。この相対運動は、（１）物品（複数）１０を沈着装置２６に対して移動させること、（２）沈着装置２６を物品（複数）１０に関連して移動させること、又は物品（複数）１０と沈着装置２６の双方を互いに対して移動させること、によって生み出せる。物品（複数）１０と沈着装置（複数）２６との間には、２つ以上の種類の相対運動が存在してもよい。この装置と方法が、物品と沈着装置との間で２つ以上の異なる種類の相対運動を生み出す場合、本明細書では、これらの相対運動を、第１種の相対運動、第２種の相対運動等と称する。

第１種の相対運動は、図１の矢印Ｆで示されるとおり、任意の適切な目的で供給可能である。幾つかの非限定的実施例において、搬送装置２４が物品１０と沈着装置２６との間で、少なくとも部分的に非直線移動運動を供給する際、第１種の相対運動が生み出される。沈着装置２６を通る（又は、沈着装置による「通過」）２つ以上のサイクルを物品１０が受けるために、この種の相対運動を供給可能である。このような場合、沈着装置２６は、地面に対して静止するか、又は固定されるか、あるいは移動できる場合もある（以下で説明する）。沈着装置２６が移動可能である場合、その動きは、特定の方向や特定の量までに制限され得る。物品（複数）１０は、沈着装置２６により、少なくとも２度通過可能である。物品（複数）１０は、沈着装置２６により、限定されないが、２，３，４，５回等が挙げられるがこれらに限定されない、最大２０回以上までの任意の適切な回数、通過できる。

幾つかの実施例では、物品搬送装置２４を再循環ループ型式で提供することで、少なくとも一部が非直線的な運動を実現可能である。再循環ループは、任意の適切な構成であってよい。搬送装置２４は、円軌道等の曲線経路、又は直線部や曲線部の双方を含む経路で、移動できる（ひいては、物品１０を移動させる）ことができる。このような経路の非限定例には、円軌道、楕円軌道、レーストラック構成経路、並びに他の閉ループ経路が挙げられる。再循環ループは、その少なくとも一部の間、物品独自の軸とは異なる（例えば、ずれた）軸の周囲で物品（複数）１０を移動させることを、含む。それ故、独自軸周囲の物品の回転（マンドレル上における独自軸周囲の缶の回転等）は、「再循環ループ」と見なされることはないであろう。

図１は、少なくとも１つの物品１０上で物質２２を印刷するなどの沈着させる装置２０の非限定的実施例を示す。物品１０は、沈着装置２６に対する弓形経路に沿って移動する。より具体的には、図１で示す搬送装置２４は、「タレット」型回転装置内の円軌道Ｐにおいて、物品１０を移動させる。図１で見られるように、搬送装置２４は、回転軸Ａを有する。回転軸Ａは、垂直方向（搬送装置が回転式コンベヤーのように回転するよう）、水平方向（搬送装置が観覧車の様に回転するよう）、又は水平と垂直との間の何らかの方向を含む、任意の適切な方向を向くことができる。

再循環ループによって、物品（複数）１０上における材料の複数回の沈着が可能となるよう、直線移動搬送型装置よりも速い速度で（単位時間毎複数の物品）、物品（複数）を沈着装置に複数回提示することが可能である。例えば、２回通過させることで、物質を３次元物品上に沈着させるある種の平台搬送型装置は、毎分１２物品の速度で印刷する。物品（複数）のサイズに応じて、本発明の方法は、毎分６０個以上の物品を印刷することができる。

搬送装置２４は、沈着装置２６を通って物品（複数）１０を搬送するための任意の適切な種類の装置であってよい。適切な搬送装置には、タレットコンベヤー、スター・ホイール・コンベヤー、トラックと、ベルトと、チェーンの形態を取り得る無限ループコンベヤー等があるが、これらに限定されない。図１、２Ａ、及び２Ｂで見られるように、搬送装置２４は、運搬台２８、並びに運搬台２８に接合する物品１０用の少なくとも１つの任意の保持具３０を含むことができる。「接合された（joined to）」という語句は、ある要素を他要素に直接固着することによって、その要素がこの他要素に直接固定された構成、要素を中間要素（複数）に固着してから、更に、他要素に固着することで、この要素が他要素へと間接的に固定される構成、並びにある要素が他要素と一体化する、つまり、ある要素が、本質的に他要素の一部となる構成を、包含する。２つ以上の保持具３０が存在する場合、この保持具は、任意の適切な構成で運搬台２８へ接合できる。適切な構成には、限定されないが、円形運搬台２８の周囲の放射状の配列がある。

図１、２Ａで見られるように、運搬台２８は、水平面Ｈの大矢印Ｆの方向で、この場合、垂直方向の軸Ａの周囲で回転可能である。図１において、回転方向Ｆは、右回りである。別の実施例において、回転方向は、左回りの場合もある。典型的には、搬送装置２４は、沈着装置（複数）２６を通る物品の通過の間、同じ方向で（場合によって、右回り、又は左回り）、回転する。かくして、搬送装置２４は、沈着装置（複数）２６を通過する物品の１通過の間、右回りに回転してから、別の通過の間、左回りに回転することはできるが、典型的には、このとおりではない（逆も同様）。搬送装置２４は、一定速度で回転可能であるか、又は必要に応じて、回転速度は変動し得る。搬送装置２４の回転は、連続的であるか、又は必要に応じて、断続的である場合もある。物品（複数）１０は、物品が搬送される経路Ｐに沿った任意の所与の場所における物品１０の移動方向（速度）を表すベクトルＶを、含む。

図１、２Ａ、及び２Ｂで見られるように、沈着装置２６及び保持具３０は、運搬台２８に対する幾つかの想定される位置でよい。図１及び２Ａで示される実施例において、物品１０を保持する保持具３０を格納する運搬台２８の一部よりも上に沈着装置（複数）２６を配置することが望ましい場合が、ある。図２Ａにおいて、物品１０は、水平面Ｈを移動している。物品が沈着装置２６の下方にある場合、物品１０の移動方向Ｖは、図の平面まで延びる垂直線である。このような場合において、物質２２は、垂直軸Ａと略平行で、かつ、物品が移動する面（この場合、水平面Ｈ）と略垂直な塗布方向Ｄを、有する。塗布方向Ｄが水平面Ｈと実質的に垂直であると言う場合、この塗布方向は、物品移動方向と厳密に垂直となり得るが、このとおりである必要はない。

他の実施例において、図２Ｂで見られるように、運搬台２８は、更に、垂直軸Ａの周囲で、水平面Ｈなどの面において回転する。この実施例では、更に、物品１０は、物品が沈着装置２６と隣接する場合、Ｖが図面の面まで延在する垂直線に相当する方向において、水平面内を移動する。だが、この実施例において、塗布方向Ｄは、水平面Ｈと平行、又は略平行であり、更に、物品１０が沈着装置２６と面するよう、物品保持具３０は、運搬台２８の周辺の側面上に配置される。このような場合、物品１０は、水平面Ｈ内を移動して、物質２２は、水平面Ｈと平行な塗布方向Ｄを有する（図２Ａと実質的に垂直である代わりに）。だが、この実施例において、物質を物品に塗布するために、物品が沈着装置２６と隣接する位置にある場合、塗布方向Ｄはまた、物品（複数）の移動方向と垂直であるか、又は実質的に垂直である（だが、３次元空間では別の方法による）。

他の実施例では、沈着装置（複数）２６を、物品１０の移動経路Ｐ内に配置できる。更に、図２Ａ及び２Ｂで示されるいずれか実施例における運搬台２８が、垂直面内で位置し、回転する場合（水平と垂直との間を配向する幾つかの面において）、塗布方向Ｄはなお、これら実施例で述べる回転面と同じ関係を有するが、回転面は、場合に応じて、垂直であるか、又は水平と垂直との間を配向する。

図３は、物質２２を少なくとも１つの物品１０上で沈着させる装置２０の代替実施例を示す。図３で見られる実施例において、物品搬送装置２４は、レーストラック構成である。この種の搬送装置は、搬送装置２４及び物品１０が移動経路の少なくとも一部の間回転する２本の平行軸を有する。これらの軸は、Ａ１とＡ２として指定されている。図３で見られる装置２０は、限定されないが、搬送装置２４に対する沈着装置（複数）２６の向き（水平、あるいは、垂直）と構成、並びにその上における全ての物品保持具３０の構成を含む、図１、２Ａ、及び２Ｂで見られる装置について上述した特性のいずれかを有することができる。図３で見られるように、このようなレーストラック実施例では、沈着装置（複数）２６が、レーストラック形状経路の端部３２の１つにおいて、あるいはレーストラック形状経路の側３４の１つに沿って位置するかに応じて、物品（複数）１０が、沈着装置（複数）２６を通る曲線経路、又は直線経路のいずれか上で移動するよう、沈着装置（複数）２６を構成することが可能である。いずれの場合でも、物品１０が移動する経路は、依然として連続ループ内にあり、物品（複数）１０が、所与の沈着装置２６を２度目に移動する際（あるいは、次の回）、最初に沈着装置２６を通って移動する際と同じ方向で、物品が移動する。したがって、物品１０は、沈着装置２６の通過ごとに逆方向で移動できるが、このとおりにならないことが典型的である。例えば、物品１０は、ある通過では右回りに移動し、別の通過では左回りに移動できるが、典型的にはこのとおりではない。

図３Ａは、物質を少なくとも１つの物品１０上で沈着させる装置２０の別の代替実施例を示す。図３Ａで示される実施例において、物品搬送装置２４は、実質的に円筒構成であるが、内部には、少なくとも１つの物品１０用のレセプタクルを提供する凹部を有する。搬送装置２４は、１、２〜２０個以上のレセプタクルが備えられている。図示の実施例において、４個のレセプタクルが存在しており、それぞれが、物品１０内部に含めて示されている。レセプタクルは、物品（複数）１０を保持するのに適した任意の構成であってよい。図３Ａで見られるように、搬送装置２４は、矢印Ｆの方向等の軸Ａの周囲を回転する。搬送装置２４は、半径がＲである。この実施例は、物質を沈着させる物品１０の表面１２の一部が、実質的に円筒の搬送装置２４と同じ曲率、又は略同じ曲率の場合は特に有用である。例えば、物品の表面１２のその部分は、搬送装置２４の半径Ｒと実質的に同じ半径であり得る。（したがって、物品１０の表面１２の外側に面する部分は、搬送装置２４と共に、円筒表面を少なくとも部分的に形成可能である（又は完全に形成する））。更に、装置２０は、物品上で沈着した物質を乾燥又は硬化するための任意の装置５０も有してよい。乾燥又は硬化装置５０は、沈着装置２６に対して搬送装置２４の反対側等、搬送装置２４に対して任意の適切な位置に配置可能である。

さもなければ、図３Ａに示される装置は、限定されないが、搬送装置２４に対する沈着装置（複数）２６、及び他の機器の方向（水平又は垂直）、並びに構成を含み、図１、２Ａ、及び２Ｂで示される装置について前述した特性のいずれかを含むことができる。また、搬送装置２４と隣接して配置された物質沈着装置２６も、移動可能である。例えば、搬送装置２４は、右回転（又は左回転）可能であり、更に物質沈着装置２６は、内側へ（ページの方向）、及び／又は外側へ縦方向（軸Ａと平行）に移動可能である。図３Ａで見られる装置は、物品１０の曲率を調整するために、その表面１２に向かって、及び表面から離れるように、沈着装置２６を移動させる必要なく、物品１０の表面１２と沈着装置との間で同じ距離を保つ利点を提供可能である。

したがって、図示と前述のとおり、第１種の相対運動Ｆは、典型的には、プリントヘッドを格納するキャリッジを物品上で前後に直線移動させて、このキャリッジ又は物品をインデックス処理することを含む従来型多重パス印刷プロセスと装置と対照的である。更に、第１種の相対運動Ｆは、プリントヘッドを安定に維持し、物品をプリントヘッドに対してインデックス処理する現行の多重パス印刷プロセスと装置とは対照的である。インデックス処理運動とは異なり、第１種の相対運動Ｆの場合、物品（複数）１０が移動する経路（及びこれを規定する任意の軸）は、サイクル間で固定されたままでよい。かくして、軸又は経路Ｐのいずれもが、サイクル間で変位する必要はない。

物品１０は、３次元の場合、典型的には、少なくとも２つの対向端部を有する。例えば、ボトルであれば、底部と上部とを有する。更に、物品１０は、前側、後側、並びに側面を有してもよい。また、物品１０は、表面１２も有する。例えば、物品１０は、一部のレザーブレードの柄であれば、中実であってもよく、ボトルの場合では、中空であってもよい。物品が中空であれば、これはまた内側も有する。物品１０の表面は、平坦であるか、又は湾曲していてもよい。表面全体は、平坦又は湾曲のいずれである必要はない。例えば、物品１０の表面は、平坦部分、湾曲部分を有してもよく、又は表面は、平坦部分と湾曲部分を共に有し得る。例えば、ボトルの場合、表面の少なくとも一部は、凸型湾曲を有することができる。また、一部の物品には、一部が凹形湾曲を有する表面を有し得ることも想定される。

この方法と装置は、湾曲表面のある物品上で印刷する上で、とりわけ有用である。この装置と方法は、物品（複数）１０の表面上で物質２２を沈着させる。更に、この装置と方法は、物品（複数）１０の表面上での直接印刷でも、とりわけ有用である。例えば、ボトル等の物品に事前印刷されたラベルを添付する代わりに、この装置と方法を使用して、ラベルの素材を物品上に直接印刷することができる。当然のことであるが、この装置と方法は、物品上のラベルとして機能する素材の印刷に限定されない。更に、この装置と方法は、図柄等を物品上に印刷する上でも有用である。

物品１０は、物品搬送装置２４上で任意の適切な方向を取ることが可能である。例えば、物品１０は、垂直配向又は上下反転配向として、搬送装置２４上で配置できる（及び任意の物品保持具３０内においても）。あるいは、物品１０は、搬送装置２４上で平らに配置可能である（及び任意の物品保持具３０においても）。物質２２を物品１０上で沈着させるのに望ましい時点で、物質２２を沈着させる物品１０の表面の一部を、沈着装置２６上で露出させるべきであることが、唯一の要件である。

搬送装置２４は、所与の時点で任意の適切な数の物品を保持できる。物品１０の適切な数は、物品１〜２０個以上であってよい。所与の時点で、複数の物品が搬送装置上に存在する場合、本明細書では、物品の「バッチ」と称することがある。典型的には、物品のバッチは、次の処理のために、物品が搬送装置２４から除去されるまで、同じ経路Ｐ上で全て移動する。所与の時点における搬送装置２４上の物品１０の数は、搬送装置２４と隣接して配置された搬送装置（複数）２６の数よりも少ないか、その数と等しいか、又はその数よりも多くてよい。かくして、この装置２０は、必要であれば、装置上における１つのみの沈着装置を含み、少ない沈着装置（複数）を使用することで、他の一部の装置と比較して、コスト利点を供給可能である。

沈着装置２６は、これまで考察したように、プリントヘッド、ノズル、並びに他の種類の材料沈着装置を含む、任意の適切な種類の装置であってよい。沈着装置２６は、非接触型の沈着装置の場合もある。「非接触」に関して、これは、沈着装置２６が、物質２２を蒸着させるべき物品（複数）１０の表面に接触しないことを意味する。プリントヘッドの場合、限定されないが、インクジェットプリントヘッド、圧電プリントヘッド、静電プリントヘッド、及び／又は印刷弁プリントヘッドを含む、任意の適切な種類のプリントヘッドを使用可能である。プリントヘッドは、ドロップ・オン・デマンド型の沈着装置であってよい。「ドロップ・オン・デマンド」に関して、これは、文字、図（例えば、画像）、又は図柄の形態でパターンを形成する等のために必要とされる場合のみ、プリントヘッドがインクの液滴を塗布できることを意味する。典型的には、インクジェットプリントヘッドは、デジタル式に駆動可能であり、コンピュータから提供される画像を印刷可能である。

インクジェットプリントヘッドは、典型的には、複数のノズル４０を含む。図１で見られるように、プリントヘッドには、直線軸Ｌを備えた長さがある。典型的に、ノズル４０は、略行として整列し、他のノズルと略平行なある特定方向で、インクを噴射するよう構成される。プリントヘッド上の各行内のノズルは、直線的に整列可能である。代替的に、図１の破線で見られるように、ノズル４０は、プリントヘッドの長い方の次元（又は長さ）に対して対角的に配向される１つ以上の行であってよい。ノズルのこのような構成は共に、略直線的に整列するよう見なすことができる。インクジェットプリントヘッドは、その内部における任意の適切な数と構成のノズルを含むことができる。ある適切なインクジェットプリントヘッドは、２．５４ｃｍ毎（インチ毎）、約３６０ノズルを含有する。Ｘａａｒ １００２は、本明細書で使用される適切なプリントヘッドの一例であり、これは、Ｘａａｒ社（Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，ＵＫ）から入手可能である。

インクジェットプリントヘッドにより形成されたインクの液滴は、直径が約１０マイクロメートル以下〜約２００マイクロメートル以上である。インクの液滴は、所与の領域にわたって、任意の適切な数で分散可能である。典型的には、インクジェット印刷中、インクの液滴は、インチ毎の液滴の数（ＤＰＩ）が、プリントヘッド、又は印刷するべき物品の移動方向、及びこれと垂直な物品の表面上の方向で指定されるマトリックスを形成する。図４及び５では、このようなインク液滴のマトリックス４２の２次元表記が示されている。（本明細書記載のプロセスにおいて、このような配列は、少なくとも部分的に３次元（例えば、湾曲）表面上で形成可能であることが理解されよう。）デジタル画像を形成するために物品表面上で供給されるインク液滴の塗布は、少なくとも１方向で、インチ当たり約２００個以下〜約２，８８０個以上の液滴（ＤＰＩ）が可能である。幾つかの場合において、インクの液滴は、少なくとも１方向で、インチ毎１，０８０〜１，４４０個の液滴からなるマトリクスとして沈着され得る。幾つかの場合では、インクの液滴は、少なくとも１方向で、インチ毎１，２００個超の液滴からなるマトリクスとして沈着可能である。

この装置２０は、任意の適切な数、構成、及び種類の沈着装置（複数）２６を含み得る。例えば、この装置は、１〜２０個以上の沈着装置（複数）２６を含み得る。かくして、複数の沈着装置２６が存在し得る。この沈着装置（複数）２６は、物品搬送装置２４に沿って隔置された関係で構成可能である。あるいは、１つ以上の沈着装置（複数）２６を、もう１つの沈着装置（複数）２６と隣接及び接触させて配置可能である。沈着装置（複数）２６は、物品搬送装置２４内の物品１０よりも上か、あるいは、移動Ｐの経路の内側若しくは外側にある物品１０の両側に配置可能である。

沈着装置（複数）２６がプリントヘッドを含む場合、１つ以上の沈着装置２６は、印刷装置（又は「印刷設備」）を含み得る。インクジェットプリントヘッドは、黒又は色を印刷するよう構成可能である。各印刷装置は、１〜４個以上からの任意の適切な数のプリントヘッドを含み得る。例えば、幾つかの場合において、印刷装置は、種々の色の組み合わせのマルチカラー印刷を生み出すためのＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエロー、及びキー（黒））カラースキーム用の４つのプリントヘッドを含み得る。更に、印刷装置は、追加色、例えば、白、及び／又は特殊色用、第１印刷工程としての下塗り用、あるいは基層、例えば、接着剤用、及び／又は透明シール若しくは保護コーティング塗布用の追加のプリントヘッド（複数）も、含み得る。幾つかの実施例において、１層以上の下地塗り、１層以上の飾り塗り、及び１層以上の上塗りなど、複数の連続的に再循環するループが存在し得る。

更に、装置２０は、搬送装置２４に沿った任意の所望の位置で配置された１つ以上の追加の設備又は装置も含み得る。このような追加装置には、限定されないが、フレーム処理、コロナ処理、並びにプラズマジェット処理装置など、物品表面を前処理するための前処理装置４８が含まれる。更に、このような追加装置は、印刷又は他の処理後（紫外線（ＵＶ）光源又は電子線源など）、物品を乾燥又は硬化するための装置５０も含み得る。

インク（複数）などの物質を、所定パターンで物品（複数）１０へと直接塗布可能である。本書では、「所定パターン」という語句は、限定されないが、印刷を開始する前に決められた文字、図（例えば、画像）又は図柄を含めた、任意の形態の印刷パターンを称する。これまで考察したように、典型的には、インクジェット印刷画像は、液滴又は画素のマトリクスとして構成された複数のインク液滴から構成される。

プリントヘッド（複数）２６などの沈着装置は、物品による沈着装置２６の各通過において、所定パターンの一部のみを各物品１０上で沈着させることが可能である。所定パターンの一部は、幾つかの想定される形態を取ることができる。例えば、所定パターンは、典型的には、物品の所与の領域を覆う。幾つかの実施例において、物品によるプリントヘッド（複数）２６の第１通過の間、所定パターンの全領域の第１部分（例えば、画像の上半分）を、物品上に印刷できる。次に、次の通過において（第２通過等）、画像の別の部分（又は、画像の残り（下半分等））を、物品上に印刷できる。当然のことながら、このような実施例は、第１通過で、画像の半分を印刷してから、第２通過で別の半分を印刷することに限定されない。完成画像を形成するための任意の適切な回数の通過の各通過において、画像の任意の適切な部分を印刷できる。

他の実施例において、図４及び５で見られるように、沈着装置（複数）２６は、第１通過において、所定パターンの一部を形成するインク液滴４２Ａ等の複数の隔置された材料沈着物を沈着させるよう、プログラム可能であり、更に、第２、及び任意の後続通過において、沈着装置（複数）２６は、少なくとも一部が第１通過で沈着された液滴４２Ａ等の材料沈着物間において配置されたインク液滴４２Ｂ等の材料沈着物を、充填可能である。併せて、第１通過、及び後続の１度以上の通過において沈着されたインク等の材料の一部は、図５で示される所定パターン全体を構成する。図４及び５で見られる等の一実施例において沈着されたインク液滴パターンは、混合又は差し込みされるものと見なすことができる。混合又は差し込み印刷の利点の１つは、プリントヘッド上の１つ以上のノズルが動作しないことで生成された印刷画像の全ての欠陥は、このような欠陥のあるノズル（複数）を使って、全画像を一度の通過で印刷する場合よりも分かりにくいことである。

本明細書記載の装置と方法は、図面で見られる例に限定されない。本明細書で述べる装置と方法によって、各通過の間、任意の所定パターンの任意の部分を、物品へ適用可能であることが理解されよう。各通過の間、インクの所定パターンの任意の部分を印刷することに加え、この所定パターンは、インクより下の下地塗り、及び／又はインク上で沈着されたクリアコート等の保護膜も含み得る。このような場合、必要であれば、所定インクパターンの全体又は一部のみの下に、下地塗りを塗布してもよい。同様に、必要であれば、所定インクパターンの全体又は一部のみの下に、クリアコートを塗布することも可能である。

幾つかの実施例において、所定パターンの種々の部分を沈着させるために、この装置と方法は、物品１０と沈着装置２６との間で、２種類以上の相対運動を生み出し得る。例えば、所与の物品１０によるプリントヘッド２６の第１及び第２（又は後続の）通過の間など、通過の間、物品（複数）１０の異なる部分と共に整列するよう、プリントヘッド（複数）２６を、物品（複数）１０に対して移動可能である。適切な方法により、プリントヘッド（複数）２６を物品（複数）に対して移動できる。移動には、適切なあらゆる種類のものがある。

図１、２Ａ、及び２Ｂは、このような第２種の相対運動Ｓの方向を示す。幾つかの実施例において、搬送装置の再循環移動に加えて（第１種の相対運動）、第２種の相対運動Ｓは、物質の物品への塗布方向Ｄと略垂直な方向において、プリントヘッド（複数）２６等の物質沈着装置を移動させることを伴う。図１及び２Ａで見られる実施例において、第２種の相対運動Ｓの方向は、平面Ｈと平行である。図２Ｂで示される実施例において、第２種の相対運動Ｓの方向は、軸Ａと平行、且つ、平面Ｈと垂直である。いずれの場合も、物質を物品に塗布する場合、第２種の相対運動Ｓの方向は、物品移動の方向と速度Ｖと略垂直である（一例では、３次元空間）。

物質沈着装置２６は、Ｓ１等のある位置とＳ２等の別の位置との間を移動できる。幾つかの実施例において、沈着装置２６がインクジェットプリントヘッドであれば、沈着装置２６が位置Ｓ１，Ｓ２にある際、所定パターンを供給するべき物品１０の表面上の領域のある面の外側に、インクノズル４０が完全に配置されるよう、これらの位置を決定可能である。このような構成において、プリントヘッド２６を物品１０に対して移動させる際、ノズルは全て、所定パターンを供給するべき物品１０の表面における領域のある面から所定パターンが供給されるべき領域の反対側の面まで、インクを物品１０に塗布可能である。当然のことながら、沈着装置２６が、物品（複数）１０に対して任意の適切な範囲まで移動するよう、Ｓ１及びＳ２を設定可能である。

幾つかの場合において、プリントヘッド（複数）２６は、物品１０が、これと隣接し、その上にインク等の物質を受容するための位置にある際、Ｓ１等のある位置と別の位置Ｓ２との間の距離の少なくとも一部を移動する間、印刷できる。幾つかの場合において、プリントヘッド（複数）２６は、物品１０が、その上にインク等の物質を受容するための位置にある際、ある位置から別の位置まで連続的に移動する間、印刷できる。別の場合では、プリントヘッド２６は、所与の物品１０によるプリントヘッド２６の次の通過の間、インデックス処理してから、再度、印刷を開始できる。つまり、プリントヘッド２６は、所与の物品１０によるプリントヘッド２６の次の通過の間、ノズルＬの軸と略平行な方向で、ある距離を移動若しくは変位できる。プリントヘッド２６をインデックス処理する場合、プリントヘッド２６は、印刷時、静止してもよい。

更に、別の種類の相対運動も可能である。例えば、幾つかの実施例において、物品１０の種々の部分を沈着装置２６へと提示するよう、物品を移動させることが望ましい場合がある。例えば、物品１０は、任意の適切な方法により、所与の物品１０による、プリントヘッド２６の第１通過と後続の通過との間で、曲がったり又は回転したりすることができる。

２つ以上の沈着装置２６がある場合、１つ以上の沈着装置を動かし、１つ以上の沈着装置を静止させることが可能である。２つ以上の移動可能なプリントヘッド２６がある場合、種々のプリントヘッド２６は全て、同じ種類の移動で移動可能である。あるいは、一部のプリントヘッド２６は、ある種の移動で移動可能であり、別のプリントヘッド２６は、別の種類の移動で移動可能である。

必要であれば、印刷前に、物品表面を処理してもよい。一般的な表面処理には、フレーム処理、コロナ処理、及びプラズマジェット処理がある。必要に応じて、各通過後も含め、任意の通過後、沈着材料２２を硬化できる。例えば、物質２２がＵＶ反応インクの場合、１度以上の通過後、ＵＶ光又は電子ビームへの露出によって、このようなインクを硬化できる。

所望の所定画像を物品（複数）１０に適用した後、搬送装置２４により、バッチ状の物品における物品（複数）を別のコンベヤーや装置に送って、更に処理することもできる。例えば、物品（複数）１０がボトルであれば、このボトルを、搬送装置２４から充填装置やキャップ付け装置に送ることができる。

本明細書で開示する寸法と値は、列挙された正確な数値に厳密に限られるとして理解されるべきではない。その代わり、別途指示がない限り、このような寸法はそれぞれ、列挙された値、及びその値付近の機能的に同等な範囲との両方を意味することを意図する。例えば、「９０度」として開示された寸法は、「約９０度」を意味することを意図する。

本明細書を通じて与えられる全ての最大数値の制限は、これより低い数値制限を全て、こうした低い方の数値制限が本明細書で明示的に記載される場合と同様に、包含するものと理解するものとする。本明細書を通して与えられる全ての最小数値制限は、これより高い全ての数値制限を、このような高い方の数値制限が本明細書で明示的に記載される場合と同様に含む。本明細書を通して与えられる全ての数値範囲は、このようなより広い数値範囲内に入るより狭い数値範囲を全て、このような狭い数値範囲が全て本明細書で明示的に記載される場合と同様に含む。

発明を実施するための形態において引用された全ての文献は、関連部分の中で、参照により本明細書に組み込まれている。いかなる文献の引用も、本発明に関する先行技術であることを認めるものとして解釈されるべきではない。本明細書における用語のいずれかの意味又は定義が、参照により組み込まれる文献における用語のいずれかの意味又は定義と競合する限り、本明細書でその用語に付与した意味又は定義を適用するものとする。

本発明の特定実施例を例示及び説明してきたが、本発明の趣旨や範囲から逸脱することなく、他の様々な変更及び修正を行うことができることは当業者には明白であろう。したがって、本発明の範囲内に含まれるそのような変更及び修正は全て、添付の特許請求の範囲にて網羅することを意図している。

Claims (8)

1. 物質を所定パターンで沈着した物品において、前記物品は、方法により製造され、前記方法は、
   非接触物質沈着装置を提供する工程と、
   表面を有する少なくとも１つの３次元物品を提供する工程と、
   前記物質沈着装置を通して前記物品を搬送する搬送装置を提供する工程と、を含み、前記方法により製造される前記物品において、前記方法は、更に、
   前記物品と前記装置との間で、前記物品は、前記装置によって少なくとも２度通過するように再循環相対運動を生み出す工程と、
   前記相対運動中、前記装置を使用することで、前記物品の前記表面の少なくとも一部上に物質を沈着させる工程も含み、各通過中、前記沈着装置は、形成するべき前記所定パターン全体の一部のみを沈着し、前記物品は、前記所定パターンを形成するために、前記装置によって少なくとも２度通されることを特徴とする、物品。
2. 前記所定パターンは、前記所定パターンの第１部分と、前記所定パターンの第２部分と、を含み、前記所定パターンの第２部分を前記物品上で沈着させる前に前記所定パターンの第１部分を硬化させる、請求項１に記載の物品。
3. 前記物質沈着装置による最初の通過の間、物質が、複数の隔置された材料沈着物の形態で前記物品に沈着し、前記物質沈着装置による次の通過の間、物質が、複数の隔置された材料沈着物の形態で沈着し、前記次の通過により生成された前記材料沈着物の少なくとも一部は、材料沈着物の混合パターンを形成する第１の通過の間に生成された前記材料沈着物間で配置される、請求項１又は２に記載の物品。
4. 前記物質は、インク滴を含み、前記インク滴は、少なくとも１方向においてインチ毎２００〜２、８８０滴の範囲で、マトリクスで前記物品上に沈着される、請求項１に記載の物品。
5. 前記物質は、インク滴を含み、前記インク滴は、少なくとも１方向においてインチ毎１，２００滴超で、マトリクスで前記物品上に沈着される、請求項１に記載の物品。
6. 前記物質は、インク滴を含み、前記インク滴は、少なくとも１方向においてインチ毎１，０８０〜１，４４０滴の範囲で、マトリクスで前記物品上に沈着される、請求項１に記載の物品。
7. 中空プラスチック容器を含む、請求項１に記載の物品。
8. かみそりを含む、請求項１に記載の物品。

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