JP2017536304A - デジタル的に印刷及び装飾された物品 - Google Patents

Abstract

三次元の物品に直接印刷する、及び／又は三次元の物品を装飾する装置及び方法を含む、物品の表面上に物質を堆積させるための装置及び方法、並びに（印刷など）その上に物質を有する、及び／又はそれで装飾される物品が開示される。場合によっては、装置及び方法は、装飾デバイスによって物品に装飾効果を提供すること、及び少なくとも１つの物品と物質堆積デバイスとの間に再循環する相対運動を生じさせることを伴う。いくつかの実施形態では、物品は、１つ又は２つ以上の物質堆積デバイスを通り過ぎて閉ループ経路に搬送され得る。物品は、１回又は２回以上物質堆積デバイス（複数可）を通り過ぎて搬送され得、物質堆積デバイス（複数可）による各パスの間に、所定のパターンの一部が、物質堆積デバイス（複数可）によって物品に適用され得る。

Description

本発明は、三次元の物品に直接印刷する、及び／又は三次元の物品を装飾する装置及び方法を含む、物品の上に物質を堆積させるための装置及び方法、並びに（印刷など）その上に物質を有する、及び／又はそれで装飾される物品を対象とする。

印刷の様々な装置及び方法が、特許文献において、及びインターネット上で開示されている。印刷の装置及び方法を開示する特許公報としては、米国特許第６，１３５，６５４号（Ｊｅｎｎｅｌ）、同第６，６９９，３５２（Ｂ２）号（Ｓａｗａｔｓｋｙ）、同第７，２１０，４０８（Ｂ２）号（Ｕｐｔｅｒｇｒｏｖｅ）、同第７，４６７，８４７（Ｂ２）号（Ｂａｘｔｅｒら）、同第８，５２２，９８９（Ｂ２）号（Ｕｐｔｅｒｇｒｏｖｅ）、同第８，５７９，４０２（Ｂ２）号（Ｕｐｔｅｒｇｒｏｖｅ）、同第８，６６７，８９５（Ｂ２）号（Ｇｅｒｉｇｋら）、及び米国特許出願公開第２０１１／０２３２５１４（Ａ１）号（Ｐｕｔｚｅｒら）、同第２０１３／００１９５６６（Ａ１）号（Ｓｃｈａｃｈ）、同第２０１４／０２８５６００（Ａ１）号（Ｄｏｍｅｉｅｒら）、及び国際公開第２０１５／０３６３３４号（Ｔｉｌｌ）が挙げられる。さらに、Ｘｅｎｎｉａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙは、Ｙｏｕ Ｔｕｂｅに、割出し動作する方式で移動する印刷機構を使用して、移動する幟材への印刷プロセスを示す「Ｄｉｇｉｔａｌ Ｏｕｔｄｏｏｒ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｐｒｉｎｔｉｎｇ」と題されたビデオを投稿した。その他のタイプの装置及び方法としては、Ｂｒｏａｄの名前で出願された米国特許出願公開第２０１２／００３１５４８（Ａ１）号、「Ａｐｐａｒａｔｕｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ａｐｐｌｙｉｎｇ ａ Ｌａｂｅｌ ｔｏ ａ Ｎｏｎ−Ｒｕｌｅｄ Ｓｕｒｆａｃｅ」に開示される装置及び方法が挙げられる。

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２０１１／０２３２５１４（Ａ１）号 米国特許出願公開第２０１３／００１９５６６（Ａ１）号 米国特許出願公開第２０１４／０２８５６００（Ａ１）号 国際公開第２０１５／０３６３３４号 米国特許出願公開第２０１２／００３１５４８（Ａ１）号

多くの現在の取り組みは、ボトルなどの三次元の物品への印刷、特にインクジェット印刷を目的としている。現在の印刷装置は、シングルパスタイプ又はマルチパスタイプのどちらかであり得る。シングルパス装置は、マルチパス装置より速いという利点を有する。マルチパス装置は、より良好な品質を実現することができるが、割出し動作する方式ではプリントヘッドが物品を複数回通過する必要があるので、シングルパス装置よりも遅い。残念ながら、現在のインクジェット技術及び現在の印刷装置を用いて、三次元の物品に直接印刷することによって形成され得るラベルの品質は、別個に印刷された平坦なラベル上に形成されたものほど良好ではない。取り組みのほとんどは、シングルパス装置の品質を改善しようとすることを目的とするように見える。印刷、特に三次元の物品への印刷に関する改善された装置及び方法の必要性が存在する。

本発明は、三次元の物品に直接印刷する、及び／又は三次元の物品を装飾する装置及び方法を含む、物品の表面上に物質を堆積させるための装置及び方法、並びに（印刷など）その上に物質を有する、及び／又はそれで装飾される物品を対象とする。

場合によっては、装置及び方法は、少なくとも１つの物品と物質堆積デバイス及び／又は機能デバイスとの間に再循環する相対運動を生じさせることを伴う。いくつかの実施形態では、物品は、１つ若しくは２つ以上の物質堆積デバイス及び／又は機能デバイスを通り過ぎて閉ループ経路に搬送され得る。物品は、１回又は２回以上物質堆積デバイス（複数可）を通り過ぎて搬送され得、物質堆積デバイス（複数可）による各パスの間に、所定のパターンの一部が、物質堆積デバイス（複数可）によって物品に適用され得る。

装置は、物品で機能を実行するための１つ又は２つ以上の追加のステーションにおいて１つ又は２つ以上の機能デバイスを備えてもよい。機能デバイスとしては、追加の物質堆積デバイス、物品を処理するためのデバイス（例えば、物品の表面を処理する、又は物品に適用される物質を硬化させるためのデバイス）、物品を装飾するためのデバイス（例えば、金属箔の適用）、物品の特性を変えるためのデバイス（例えば、レーザー）、又はこれらの組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。

物品上に物質を堆積させるための装置の一実施形態の概略的平面図である。 図１に示した装置と類似の装置の概略的側面図である。 物品ホルダー及び堆積デバイスについて代替的な場所を示す、図１に示した装置と類似の装置の概略的側面図である。 物品上に物質を堆積させるための装置の別の実施形態の概略的平面図である。 物品上に物質を堆積させるための装置の別の実施形態の概略的端面図である。 その上に印刷される所定のパターン全体のうち一部だけを形成するピクセルの二次元配列を示す、印刷された物品の表面の概略的側面図である。 その上に印刷される所定のパターン全体を形成するピクセルの二次元配列を示す、印刷された物品の表面の概略的側面図である。 金属箔を物品に適用する工程を実施するためのステーションの一実施形態の概略的側面図である。 金属箔を物品に適用する工程を実施するためのステーションの代替的な実施形態の概略的側面図である。

図面に示される方法、装置（複数可）、及び物品の実施形態は、実際には例証であり、特許請求の範囲によって定義された本発明を制限することを意図しない。さらに、本発明の各特徴は、「発明を実施するための形態」に照らし合わせれば、より完全に明確になり理解されるであろう。

本発明は、三次元の物品に直接印刷する、及び／又は三次元の物品を装飾する装置及び方法を含む、物品の表面上に物質を堆積させるための装置及び方法、並びに（印刷など）その上に物質を有する、及び／又はそれで装飾される物品を対象とする。「方法」という用語は、本明細書において「プロセス」という用語と互換的に使用され得る。

図１及び２Ａは、少なくとも１つの物品１０に物質２２を堆積させるための装置２０の１つの非限定的な実施形態を示す。図１及び２Ａに示すように、装置２０は、物質堆積デバイス２６が位置する少なくとも１つのステーション２５Ａを通り過ぎて少なくとも１つの物品１０を搬送する物品コンベヤー２４を備える。「コンベヤー」という用語は、本明細書で使用するとき、一般的に物品を移動させるデバイスを指し、コンベヤーベルトに限定されない。

装置２０は、多数の異なるタイプの三次元の物品１０に物質又は材料２２を堆積させるために使用され得る。そのような物品としては、キャップ、栓、ボトル、箱、缶、カートン、容器、洗濯用投入ボール（laundry dosing ball）、かみそり、かみそり刃ヘッド及びハンドルなどの消費者製品の構成要素、噴霧器トリガ、たらい、限定するものではないがタンポンの筒などの筒、並びにデオドラントスティック容器が挙げられるが、これらに限定されない。物品には、使い捨て消費者製品を含む消費者製品の一次パッケージを挙げることができる。さらなる物品としては、ボトルキャップ、及び続いて完成したボトルの形状に吹き込まれるボトルのプリフォームが挙げられるがこれらに限定されない、容器又はパッケージの構成要素が挙げられる。装置２０を使用して、空容器、部分的に充填された容器、又は充填された容器を搬送及び印刷することができる。容器は、全部又は一部に剛性又は可撓性の構造を有することができる。そのような容器は、キャップをしていても、キャップをしていなくてもよい。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、任意の好適な材料で作製され得る。

物質堆積デバイス（複数可）（「堆積デバイス」）２６は、任意の好適な物質（即ち「材料」）を物品１０に堆積させることができる。好適な材料としては、インク（ＵＶ硬化性インク、及びアクリレート系インクなど）、コーティング、及び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、いずれか好適な形態で堆積され得る。好適な形態としては、液体、粉末、及びホットメルト（後者は加熱して流れ得る固体である）が挙げられるが、これらに限定されない。材料は、任意の好適なパターンで堆積され得る。好適なパターンは、規則的若しくは不規則であってもよく、デザイン、画像、テキスト、しるし、テクスチャ、機能被膜、及びそ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。堆積デバイス２６は、インクジェットプリントヘッド、ノズル、及びその他のタイプの材料堆積デバイスが挙げられるがこれらに限定されない、任意の好適なタイプのデバイスであり得る。

装置２０及び方法は、物品１０と堆積デバイス（複数可）２６との間に１つ又は２つ以上のタイプの相対運動を生じさせてよい。相対運動は、（１）堆積デバイス２６に対して物品（複数可）１０を移動させる、（２）物品（複数可）１０に対して堆積デバイス２６を移動させる、又は物品（複数可）１０及び堆積デバイス２６の両方を互いに対して移動させることによって生じ得る。物品（複数可）１０と堆積デバイス（複数可）２６との間に２つ以上の異なるタイプの相対運動が存在し得る。装置及び方法が物品と堆積デバイスとの間に２つ以上の異なるタイプの相対運動を生じさせる場合は、これらを、本明細書において第１のタイプの相対運動、第２のタイプの相対運動などと呼ぶ。

図１に矢印Ｆで示される第１のタイプの相対運動は、任意の好適な目的のために提供され得る。特定の非限定的な実施形態において、コンベヤー２４が物品１０と堆積デバイス２６との間の移動の少なくとも部分的な非線形運動をもたらすとき、第１のタイプの相対運動が生じる。このタイプの相対運動は、物品１０に２回以上堆積デバイス２６を通過するサイクル（又は「パス」）を受けさせるためにもたらされ得る。堆積デバイス２６は、そのような場合において、地面に対して静止若しくは固定され得るか、又は（後述のように）移動可能であり得る。堆積デバイス２６が移動可能である場合、堆積デバイス２６は、その運動を特定の方向及び特定の量に限定してよい。物品（複数可）１０は、少なくとも２回堆積デバイス２６を通過してよい。物品（複数可）１０は、堆積デバイス２６を、２、３、４、５回など最大２０回又はそれ以上の回数が挙げられるがこれらに限定されない、任意の好適な回数通過することができる。

いくつかの実施形態では、再循環ループの形態で物品コンベヤー２４を設けることによって、少なくとも部分的な非線形運動を実現することができる。再循環ループは、任意の好適な構成であることができる。コンベヤー２４は、円形路などの曲線経路で、又は線形部分及び曲線部分の両方を含む経路で移動する（したがって、物品１０を移動させる）ことができる。そのような経路の非限定的な例としては、円形路、楕円形路、レーストラック型に構成された経路、及びその他の閉ループ経路が挙げられる。再循環ループは、少なくともその一部の間に、物品自体の軸と異なる（例えば、オフセットした）軸の周りでの物品（複数可）１０の移動を含む。したがって、物品をそれ自体の軸の周りで急回転させること（缶をマンドレル上の缶自体の軸の周りで急回転させるなど）は、「再循環ループ」であると見なされない。

図１は、少なくとも１つの物品１０への印刷など物質２２を堆積させるための装置２０の１つの非限定的な実施形態を示す。物品１０は、堆積デバイス２６に対して弓状の経路に沿って移動する。より具体的には、図１に示されるコンベヤー２４は、「タレット」型回転デバイスにおいて円形路Ｐで物品１０を移動させる。図１に示すように、コンベヤー２４は、回転軸Ａを有する。回転軸Ａは、垂直方向（コンベヤーがカルーセルのように回転するように）、水平方向（コンベヤーが観覧車のように回転するように）、又は水平と垂直との間のいくつかの方向など、任意の好適な方向に配向されてもよい。

再循環ループは、物品（複数可）を直動キャリッジ型デバイスより高速（単位時間あたりの物品）で複数回堆積デバイスに提示できるようにして、物品（複数可）１０への材料のマルチパス堆積を可能にする。例えば、２回のパスを使用して三次元の物品に物質を堆積させるフラットベッドキャリッジ型デバイスの一種は、１分あたり１２個の物品の速度で印刷する。物品（複数可）の寸法に応じて、本発明の方法は、最大６０個又はそれ以上の物品／分の印刷が可能であり得る。

コンベヤー２４は、堆積デバイス２６を通過して物品（複数可）１０を搬送するための任意の好適なタイプのデバイスであり得る。好適なコンベヤーとしては、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、ベルト、チェーンなどの形態であってもよい無限ループコンベヤーが挙げられるが、これらに限定されない。図１、２Ａ、及び２Ｂに示すように、コンベヤー２４は、キャリア２８、及びキャリア２８に接合されている少なくとも１つのオプションの物品１０用ホルダー３０を備えてもよい。「接合した」という用語は、ある要素を他の要素に直接固着することによってある要素を別の要素に直接固定する構成、ある要素を中間部材（類）に固着し次にその中間部材を他の要素に固着することによってある要素を他の要素に間接的に固定する構成、及び、ある要素が別の要素と一体化する構成、即ちある要素が他の要素の本質的な一部分である構成、を包含する。２つ以上のホルダー３０が存在する場合、ホルダーは、任意の好適な構成でキャリア２８に接合され得る。好適な構成としては、円形キャリア２８を取り巻く放射状配列が挙げられるが、これに限定されない。

図１及び２Ａに示すように、キャリア２８は、水平面Ｈ内で、この場合は垂直である軸Ａの周りを大きな矢印Ｆの方向に回転し得る。図１では、回転方向Ｆは、時計回りである。他の実施形態において、回転方向は、時計と反対方向であってもよい。典型的には、コンベヤー２４は、堆積デバイス（複数可）２６を通り過ぎる物品（複数可）のパス間で、同じ方向（場合に応じて、時計回り又は時計と反対方向）に回転するであろう。したがって、コンベヤー２４は、通常はしないが、堆積デバイス（複数可）２６を通り過ぎる物品の１回のパスの間に時計回りに回転し、次に別のパスの間に時計と反対方向に回転してもよい（逆もまた同様）。コンベヤー２４は、等速で回転してもよいか、又は必要に応じて回転速度を変えることができる。コンベヤー２４の回転は、連続的であっても又は必要に応じて断続的であってもよい。物品（複数可）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（及び速度）を表すベクトルＶを有する。

図１、２Ａ、及び２Ｂに示すように、堆積デバイス２６及びホルダー３０は、キャリア２８に対していくつかの可能な位置にあり得る。図１及び２Ａに示す実施形態において、堆積デバイス（複数可）２６が、物品１０を保持するホルダー３０を含むキャリア２８の部分の上に配設されることが望ましい場合がある。図２Ａでは、物品１０は、水平面Ｈ内で移動する。物品１０が堆積デバイス２６の下にあるとき、物品１０の移動方向Ｖは、描画図形の平面に延びる垂線である。そのような場合、物質２２は、垂直軸Ａに実質的に平行であり、物品が移動する（この場合は水平面Ｈである）平面に実質的に垂直である塗布方向Ｄを有する。塗布方向Ｄが、水平面Ｈに実質的に垂直であると言われるとき、塗布方向は、物品移動方向に対して正確に垂直であってもよいが、そうである必要はない。

他の実施形態において、図２Ｂに示すように、またキャリア２８も、水平面Ｈ内などの平面内で垂直軸Ａの周りを回転する。この実施形態において、物品１０も、堆積デバイス２６に近接するとき、Ｖが描画図形の平面に延びる垂線である方向に水平面Ｈ内で移動する。しかしながら、この実施形態において、塗布方向Ｄは、水平面Ｈに対して平行又は実質的に平行であり、物品ホルダー３０は、物品１０が堆積デバイス２６に対向するように、キャリア２８の辺縁の側部に位置する。そのような場合において、物品１０は、水平面Ｈ内で移動し、物質２２は、水平面Ｈに対して（図２Ａにおけるように実質的に垂直ではなく）平行である塗布方向Ｄを有する。しかしながら、この実施形態において、また塗布方向Ｄも、物品が物品に対して物質を塗布するための堆積デバイス２６に近接した位置にあるとき、物品（複数可）の移動方向Ｖ（ただし三次元空間内の別の態様で）に対して垂直又は実質的に垂直である。

他の実施形態において、堆積デバイス（複数可）２６は、物品１０の進行路Ｐの内側に位置し得る。さらに、図２Ａ及び２Ｂに示す実施形態のいずれかでキャリア２８が、垂直面内で（又は水平と垂直との間に配向された一部の平面内で）存在し回転するように傾斜している場合は、塗布方向Ｄは、それらの実施形態で記載された回転面と同じ関係のままであってもよいが、回転面は、場合に応じて垂直になるか、又は水平と垂直との間に配向される。

図３は、少なくとも１つの物品１０に物質２２を堆積させるための装置２０の代替的な実施形態を示す。図３に示す実施形態において、物品コンベヤー２４は、レーストラック構成である。このタイプのコンベヤーは、進行路の少なくとも一部の間にコンベヤー２４及び物品１０が回転する２本の平行な軸を有する。これらの軸は、Ａ１及びＡ２に指定されている。図３に示される装置２０は、その方向（水平又は垂直）、及びコンベヤー２４に対する堆積デバイス（複数可）２６の配置、及びその上のあらゆる物品ホルダー３０の配置が挙げられるがこれらに限定されない、図１、２Ａ、及び２Ｂに示される装置に関して上述した特性のいずれかを有することができる。そのようなレーストラックの実施形態では、図３に示すように、堆積デバイス（複数可）２６がレーストラック状の経路の末端部３２の一方に位置するか、レーストラック状の経路の側部３４の一方に沿って位置するかに応じて、物品（複数可）１０が堆積デバイス（複数可）２６を通り過ぎて曲線経路又は線形経路上のいずれかを移動するように、堆積デバイス（複数可）２６を配置することが可能である。どちらの場合にも、物品１０が移動する経路は、連続ループのままであり、物品（複数可）１０が２回目（以降）に所与の堆積デバイス２６を通り過ぎて移動するとき、物品は、１回目に堆積デバイス２６を通り過ぎて移動したときと同じ方向に移動することになる。したがって、物品１０は、通常はしないが、堆積デバイス２６を通り過ぎる各パスで反対の方向に移動してもよい。例えば、物品１０は、通常はしないが、１回のパスで時計回りに、別のパスで時計と反対方向に移動してもよい。

図３Ａは、少なくとも１つの物品１０に物質を堆積させるための装置２０の別の代替的な実施形態を示す。図３Ａに示す実施形態では、物品コンベヤー２４は、実質的に円筒の形状であるが、その中に少なくとも１つの物品１０のための収容部を提供する陥凹部を有する。コンベヤー２４は、１、２〜２０個以上の収容部を備え得る。示される実施形態には、４つの収容部があり、それぞれは、中に物品１０を入れて示されている。収容部は、物品（複数可）１０を保持するのに好適な任意の形状であり得る。図３Ａに示されるように、コンベヤー２４は、矢印Ｆの方向になど、軸Ａの周りを回転する。コンベヤー２４は、半径Ｒを有する。この実施形態は、その上に堆積される物質を有する物品１０の表面１２の部分が実質的に円筒形のコンベヤー２４と同じ曲率、又は実質的に同じ曲率を有するとき、特に有用である。例えば、物品の表面１２のその部分は、コンベヤー２４の半径Ｒと実質的に同じ半径を有してもよい（したがって、物品１０の表面１２の外側に面する部分は、コンベヤー２４に沿って円筒形の面を少なくとも部分的に形成（又は完全に形成）してもよい）。装置２０はまた、物品上に堆積した物質の乾燥又は硬化のためのオプションのデバイス５０も有してもよい。乾燥又は硬化デバイス５０は、堆積デバイス２６に対してコンベヤー２４の反対側など、コンベヤー２４に対して任意の好適な位置に位置付けられ得る。

図３Ａに示される装置は、その方向（水平又は垂直）、及びコンベヤー２４に対する堆積デバイス（複数可）２６及びその他のステーションの配置が挙げられるがこれらに限定されない、図１、２Ａ、及び２Ｂに示される装置に関して上述した特性のいずれかを有することができる。コンベヤー２４に近接して位置する物質堆積デバイス２６はまた、移動可能であってもよい。例えば、コンベヤー２４は、時計回り（又は時計と反対方向）に急回転してもよく、物質堆積デバイス２６は、縦（軸Ａと平行）に内向き（頁の方向に）及び／又は外向きに移動可能であってもよい。図３Ａに示される装置は、物品１０の表面１２の曲率に適合するために堆積デバイス２６を物品１０の表面１２に対して接近及び離間して移動させる必要なしに、物品１０の表面１２と堆積デバイスとの間で等距離を維持するという利点を提供し得る。

したがって、上に示し、説明したように、第１のタイプの相対運動Ｆは、通常、プリントヘッドを含むキャリッジを物品上で往復直線移動すること、及びキャリッジ又は物品を割出し動作することを伴う現在のマルチパス印刷のプロセス及び装置と対比され得る。第１のタイプの相対運動Ｆはまた、プリントヘッドを動かさないで、プリントヘッドに対して物品を割出し動作する現在のマルチパス印刷のプロセス及び装置とも対比され得る。割出し動作する運動とは異なり、第１のタイプの相対運動Ｆの場合では、物品（複数可）１０が移動する経路（及びこの経路を定める全ての軸）は、サイクル間で固定されたままであってもよい。したがって、軸も経路Ｐも、サイクル間で移動する必要がない。

物品１０は、三次元の場合、典型的には少なくとも２つの対向端部を有する。例えば、ボトルは、ベース部及び頂部を有する。物品１０はまた、前部、後部、及び側部も有し得る。物品１０はまた、表面１２も有する。物品１０は、例えば、一部のかみそり刃のハンドルと同様に固体、又はボトルと同様に中空であり得る。物品が中空である場合、それらはまた内部も有する。物品１０の表面は、平坦であるか又は湾曲していてもよい。表面全体が平坦であるか又は湾曲しているかのいずれかである必要はない。例えば、物品１０の表面は、平坦である部分、湾曲している部分を有してもよいか、又は表面は、平坦な部分と湾曲した部分の両方を有してもよい。例えば、ボトルの場合において、表面の少なくとも一部は、凸状湾曲を有してもよい。いくつかの物品が、一部に凹状湾曲を有する表面を有し得ることもまた可能である。

方法及び装置は、湾曲した表面を有する物品に印刷するのに特に有用である。装置及び方法は、物品（複数可）１０の表面に物質２２を堆積させる。装置及び方法はまた、物品（複数可）１０の表面に直接印刷するのに特に有用でもある。例えば、ボトルなどの物品に予め印刷されたラベルを貼り付ける代わりに、装置及び方法を使用して、物品にラベルの内容を直接印刷することができる。当然ながら、装置及び方法は、物品のラベルとしての役割を果たす内容を印刷することに限定されない。装置及び方法はまた、物品にデザインなどを印刷するのにも役立つ。

物品１０は、物品コンベヤー２４上で任意の好適な配向にすることができる。例えば、物品１０は、コンベヤー２４上で（及び任意の物品ホルダー３０内で）直立の配向、又は上下逆の配向で位置し得る。あるいは、物品１０は、コンベヤー２４上に（及び任意の物品ホルダー３０内に）平らに置かれてもよい。唯一の必要条件は、物品１０に物質２２を堆積させたいときに、物質２２が堆積される物品１０の表面の部分が堆積デバイス２６に露出されるべきであるということである。

コンベヤー２４は、任意の好適な数の物品を一定時間に保持することができる。好適な数の物品１０は、１〜２０個以上の物品であり得る。したがって、少なくとも１個の物品、少なくとも２個の物品などが存在し得る。一定時間にコンベヤー上に多数の物品が存在する場合、それらは本明細書において物品の「バッチ」と呼ばれることがある。物品のバッチは、典型的には後続の処理のために物品がコンベヤー２４から取り除かれるまで、全て同じ経路Ｐ上を進行する。一定時間におけるコンベヤー２４上の物品１０の数は、コンベヤー２４に近接して配設された堆積デバイス（複数可）２６の数と比べて、小さい、等しい、又は大きくてもよい。装置２０は、したがって、必要に応じて、装置上で１つだけの堆積デバイスを含む、より少ない堆積デバイス（複数可）を使用することによって、特定の他の装置よりもコスト優位性を提供し得る。

上述のように、堆積デバイス２６は、プリントヘッド、ノズル、及びその他のタイプの材料堆積デバイスが挙げられるがこれらに限定されない、任意の好適なタイプのデバイスであり得る。堆積デバイス２６は、非接触型の堆積デバイスであってもよい。「非接触」とは、堆積デバイス２６が、物質２２が堆積される物品（複数可）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において、インクジェットプリントヘッド、ピエゾプリントヘッド、静電プリントヘッド、及び／又は印刷弁プリントヘッドが挙げられるがこれらに限定されない、任意の好適なタイプのプリントヘッドを使用することができる。プリントヘッドは、ドロップオンデマンド型の堆積デバイスであってもよい。「ドロップオンデマンド」とは、言葉、図形（例えば、写真）、又はデザインの形態でパターンを形成するなどの必要がある場所にだけプリントヘッドがインク滴を塗布することができることを意味する。インクジェットプリントヘッドは、通常デジタル的に作動可能であり、コンピュータによって提供された画像を印刷することができる。

インクジェットプリントヘッドは、典型的には複数ノズル４０を備える。図１に示すように、プリントヘッドは、直線状の軸Ｌを備える長さを有する。ノズル４０は、典型的には概ね複数列に配列され、インクをその他のノズルの方向に概ね平行である特定の方向に噴出するように構成される。プリントヘッド各列内のノズルは、直線状に配列され得る。あるいは、図１に破線で示すように、ノズル４０は、プリントヘッドのより長い径（又は長さ）に対して斜めに配向される１列は２列以上の列になってもよい。そのようなノズルの配置の両方を、実質的に直線状に配列されていると見なすことができる。インクジェットプリントヘッドは、任意の好適な数及び配列のノズルを中に備えることができる。１つの好適なインクジェットプリントヘッドは、２．５４ｃｍあたり（インチあたり）約３６０個のノズルを収容する。Ｘａａｒ １００２は、本明細書に用いるのに好適なプリントヘッドの例であり、Ｘａａｒ（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って形成されるインク滴は、約１０マイクロメートル以下〜約２００マイクロメートル、又はそれ以上の直径の範囲に及び得る。インク滴を、所定の区域上に任意の好適な数で分布させることができる。典型的には、インクジェット印刷において、インク滴は、プリントヘッド又は印刷される物品の移動方向、及びそれに垂直の物品の表面上の方向にインチあたりの滴数（ＤＰＩ）が指定されるマトリックスを形成する。そのようなインク滴４２のマトリックスの二次元表示を、図４及び５に示す（本明細書に記載のプロセスにおいて、そのような配列は、少なくとも部分的に三次元の（例えば、湾曲した）表面に形成されてもよい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の表面に提供されたインク滴の塗布は、少なくとも１つの方向においてインチあたり約２００以下〜約２，８８０以上の滴（ＤＰＩ）の範囲に及び得る。場合によっては、インク滴を、少なくとも１つの方向においてインチあたり１，０８０〜１，４４０滴の範囲のマトリックスで堆積させることができる。場合によっては、インク滴を、少なくとも１つの方向においてインチあたり１，２００滴を超えるマトリックスで堆積させてもよい。

装置２０は、任意の好適な数、配置、及びタイプの堆積デバイス（複数可）２６を備えることができる。例えば、装置は、１〜２０個又はそれ以上の堆積デバイス（複数可）２６を備えてもよい。このようにして、複数の堆積デバイス２６が存在してもよい。堆積デバイス（複数可）２６は、物品コンベヤー２４に沿って離間した関係で配置されてもよい。あるいは、堆積デバイス（複数可）２６うちの１つ又は２つ以上は、堆積デバイス（複数可）２６のうち別のものと近接及び接触して位置付けられてもよい。堆積デバイス（複数可）２６は、物品コンベヤー２４の物品１０の上、又は移動経路Ｐの内側若しくは外側にある物品１０の側部のいずれかに位置付けられ得る。

堆積デバイス（複数可）２６がプリントヘッドを備えるとき、堆積デバイス２６のうちの１つ又は２つ以上は、印刷ユニット（又は「印刷ステーション」）を備えてもよい。インクジェットプリントヘッドは、黒、又はカラーを印刷するように構成され得る。各印刷ユニットは、１〜４個以上の任意の好適な数のプリントヘッドを備え得る。例えば、場合によっては、印刷ユニットは、多色印刷の異なる色集合を生成するためのＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、黄、及びキー（黒））配色用に４個のプリントヘッドを備え得る。印刷ユニットはまた、第１の印刷工程としての下塗り用、若しくは、例えば接着剤などのベース層用の、例えば、白及び若しくは特別な色などの追加の色のために、並びに／又は透明封止剤若しくは保護コーティングを塗布するために、追加のプリントヘッド（複数可）を備えてもよい。いくつかの実施形態では、下塗りに１回又は２回以上、装飾コートに１回又は２回以上、及び上塗りに１回又は２回以上など多数の連続的な再循環ループが存在し得る。

装置２０は、コンベヤー２４に沿った任意の所望の位置に位置付けられる１つ又は２つ以上の追加のステーション又はデバイスをさらに含み得る。そのような追加のデバイスとしては、火炎処理デバイス、コロナ処理デバイス、及びプラズマジェット処理デバイスなど、物品の表面を前処理するための前処理デバイス４８が挙げることができるが、これらに限定されない。そのような追加のデバイスとしてはまた、印刷又はその他の処理（紫外線（ＵＶ）光源又は電子ビーム源など）後に物品を乾燥又は硬化させるためのデバイス５０を挙げることもできる。

インク（複数可）などの物質を、所定のパターンで物品（複数可）１０に直接塗布してもよい。「所定のパターン」という用語は、本明細書で使用するとき、印刷の開始前に決定される言葉、図形（例えば、写真）、又はデザインが挙げられるがこれらに限定されない、任意のタイプの印刷したパターンを指す。上述のように、インクジェット印刷画像は、典型的には、滴又はピクセルのマトリックスに配置される複数のインク滴で構成されている。

プリントヘッド（複数可）２６などの堆積デバイスは、堆積デバイス２６を通り過ぎる物品の各パスにおいて各物品１０に所定のパターンの一部だけを堆積させることができる。所定のパターンの部分は、いくつかの可能な形状をとることができる。例えば、所定のパターンは、典型的には物品の所定の区域をカバーする。いくつかの実施形態では、所定のパターンの全区域の第１の部分（例えば、画像の上半分）を、プリントヘッド（複数可）２６を通り過ぎる物品の第１パスの間に物品に印刷してもよい。次に、後続のパス（第２のパスなど）において、画像の別の部分（又は画像の残部（下半分など））を物品に印刷してもよい。当然ながら、そのような実施形態は、１回のパスで画像の半分、及び第２のパスでもう半分を印刷することに限定されない。画像の任意の好適な部分を、任意の好適な数のパスにおけるそれぞれのパスで印刷して完全な画像を形成することができる。

その他の実施形態において、図４及び５に示されるように、堆積デバイス（複数可）２６は、所定のパターンの一部を形成するインク滴４２Ａなどの複数の離間した材料堆積物を第１のパスで堆積させるようにプログラムされてもよく、次に第２、及び任意の後続のパスで、堆積デバイス（複数可）２６は、第１のパスで堆積された滴４２Ａなどの材料堆積物の間に、その少なくとも一部が位置するインク滴４２Ｂなどの材料堆積物を埋めることができる。第１のパス及び後続のパス又は複数のパスで堆積されたインクなどの材料の部分は、共に、図５に示した所定のパターン全体を作る。図４及び５に示されるような実施形態で堆積されたインク滴のパターンは、混合された又はインターリーブされたと見なされ得る。混合又はインターリーブ印刷の１つの利点は、プリントヘッド上の作動しないノズルの１つ又は２つ以上から生じる印刷画像のいかなる欠点も、そのような欠陥のあるノズル（複数可）を使用したシングルパスで全体の画像を印刷する場合より不明確になるだろうということである。

本明細書に記載された装置及び方法は、図面に示された例に限定されない。本明細書に記載された装置及び方法によって、任意の所定のパターンのどの部分でも、各パスの間に物品に塗布することができるようになることが理解されよう。各パスの間にインクの所定のパターンの任意の部分を印刷することに加えて、所定のパターンはまた、インクの下の下塗り及び／又はインクの上に処理されたクリアコートなどの保護コートも含み得る。そのような場合において、必要に応じて、下塗りを、インクの所定のパターンの全て又は一部のみの下に塗布してもよい。同様に、必要に応じて、クリアコートを、インクの所定のパターンの全て又は一部のみの上に塗布してもよい。

いくつかの実施形態では、所定のパターンの異なる部分を堆積させるために、装置及び方法は、物品１０と堆積デバイス２６との間に２つ以上のタイプの相対運動を生じさせ得る。例えば、プリントヘッド２６を通り過ぎる所与の物品１０の第１のパスと第２の（又は後続の）パスとの間などのパス間に物品（複数可）１０の異なる部分と揃えるために、プリントヘッド（複数可）２６は、物品（複数可）１０に対して移動し得る。プリントヘッド（複数可）２６は、任意の好適な移動タイプによって、物品（複数可）に対して任意の好適な方法で移動し得る。

図１、２Ａ、及び２Ｂは、そのような第２のタイプの相対運動、Ｓの方向を示す。特定の実施形態において、コンベヤーの再循環運動（第１のタイプの相対運動）に加えて、第２のタイプの相対運動Ｓは、物品への物質の塗布方向Ｄに実質的に垂直である方向への、プリントヘッド（複数可）２６などの物質堆積デバイスの移動を伴ってもよい。図１及び２Ａに示される実施形態において、第２のタイプの相対運動Ｓの方向は、平面Ｈに平行である。図２Ｂに示される実施形態において、第２のタイプの相対運動Ｓの方向は、軸Ａに平行かつ平面Ｈに垂直である。両方の場合において、物質が物品に塗布されているとき、第２のタイプの相対運動Ｓの方向は、物品の移動の方向及び速度Ｖに（三次元空間の一面において）実質的に垂直である。

物質堆積デバイス２６は、Ｓ１などのある位置とＳ２などの別の位置との間で移動し得る。いくつかの実施形態において、堆積デバイス２６がインクジェットプリントヘッドである場合、位置Ｓ１及びＳ２は、堆積デバイス２６がこれらの位置にあるとき、インクノズル４０が、所定のパターンを付与される物品１０の表面の区域の片側の完全に外側に位置付けられるように、定められ得る。そのような構成において、プリントヘッド２６が物品１０に対して移動するとき、全てのノズルは、所定のパターンを付与される物品１０の表面の区域の片側から所定のパターンを付与される区域の反対側へ物品１０にインクを塗布することが可能であるだろう。当然ながら、堆積デバイス２６が物品（複数可）１０に対して任意の好適な範囲に移動するように、Ｓ１及びＳ２を設定することができる。

場合によっては、プリントヘッド（複数可）２６は、物品１０がインクなどの物質を上に受容するためにそこに近接した位置にあるとき、Ｓ１など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中に印刷してもよい。場合によっては、プリントヘッド（複数可）２６は、物品１０がインクなどの物質を上に受容するための位置にあるとき、ある位置から別の位置へ連続的に移動する間に印刷してもよい。他の場合では、プリントヘッド２６は、印刷を再開する前にプリントヘッド２６を通り過ぎる所与の物品１０の後続のパスの間に割出し動作してもよい。換言すれば、プリントヘッド２６は、プリントヘッド２６を通り過ぎる所与の物品１０の後続のパスの間にノズルＬの軸に実質的に平行な方向に特定の距離を移動してもよい、又はずれてもよい。割出し動作するプリントヘッド２６の場合では、プリントヘッド２６は、印刷時に静止してもよい。

その他のタイプの相対運動もまた可能である。例えば、特定の実施形態において、堆積デバイス２６に物品の異なる部分を提示するために物品１０を移動させることが所望される場合がある。例えば、物品１０は、プリントヘッド２６を通り過ぎる所与の物品１０の第１のパスと後続のパスとの間に任意の好適な方法で回動又は回転させることができる。

２つ以上の堆積デバイス２６が存在する場合、１つ又は２つ以上の堆積デバイスは、移動可能であってもよく、１つ又は２つ以上の堆積デバイスは、静止してもよい。２つ以上の移動可能なプリントヘッド２６が存在する場合、異なるプリントヘッド２６は、全て同じ移動タイプによって移動してもよい。あるいは、特定のプリントヘッド２６は、ある移動タイプによって移動することができ、他のプリントヘッド２６は、異なる移動タイプによって移動することができる。

必要に応じて、物品の表面を印刷の前に処理することができる。共通の表面処理技術としては、火炎処理、コロナ処理、及びプラズマジェット処理が挙げられる。必要に応じて、堆積材料２２を、各パスの後を含む、任意のパスの後に硬化させてもよい。例えば、物質２２がＵＶ反応性インクである場合、そのようなインクを、１つ又は２つ以上のパスの後に紫外線又は電子ビームへの露出によって硬化させることができる。

上述のように、装置２０はまた、装飾ステーションも備えることができる。装飾ステーションは、物品１０への材料の堆積を用いて、若しくは物品の特性の転換によって、又はそれらの組み合わせで視覚、触覚、又は嗅覚の効果が適用されるステーションである。物品への材料の堆積をしないで物品の特性を転換する例は、レーザーによって物品の表面に画像を付与することである。単一の装飾ステーションを使用して、単一の装飾効果又は多数の装飾効果を適用することができる。あるいは、多数の装飾ステーションを使用して、装飾効果（複数可）を適用することができる。装飾は、物品１０への物質の印刷の前又は後に行ってもよい。

いくつかの実施形態では、装飾ステーションは、物品に対する金属性物質の適用を含んでもよい。金属性物質は、箔であってもよい。箔適用ステーションは、ホット又はコールド箔プロセスのいずれかであってもよい。工程は、任意の好適な方法で実行することができる。コールド箔プロセスの場合において、コールド箔適用ステーション（又は複数ステーション）は、物品に次の工程、つまり、１）物品に接着剤を所定のパターンで堆積させる工程（デジタル的な堆積を含む）、２）接着剤に金属箔を押し付ける工程、３）接着剤を少なくとも部分的に硬化させる工程、及び４）接着剤を堆積させたところに金属性効果を残すために、箔を除去する工程、を実行することができる。あるいは、コールド箔適用ステーションは、次の工程、つまり、１）物品に粘着性の低い材料を所定のパターンで堆積させる工程、２）材料を粘着性の高い感圧性接着剤に転換する工程、３）接着剤に金属箔を押し付ける工程、及び４）接着剤を堆積させたところに金属性効果を残すために、箔を除去する工程、を実行することができる。材料を粘着性の高い感圧性接着剤に転換する工程は、熱活性化又は光重合が挙げられるがこれらに限定されない、任意の好適な方法で行うことができる。

必要に応じて、箔は、箔に塗布された、インクの箔への所望の接着を得るために、箔適用後に行ない得る印刷プロセスによって重ね刷り可能（over-printable）である受容コーティング又はプライマーを有することができる。場合によっては、受容コーティング又はプライマーは、ラッカーであってもよい。必要に応じて、塗布されたラッカーなどの保護コーティングを、箔を適用した後に塗布して、箔及びその上に印刷された全てのインクを保護することができる。

図６Ａ及び６Ｂは、コールド箔プロセスの２つの実施形態を示す。物品１０は、直線状の搬送方向に搬送されているように図６Ａ及び６Ｂに示されるが、そのようなコールド箔プロセスは、本明細書に記載されるコンベヤー２４の異なるタイプのステーション２５のいずれかで実行され得ることを理解されたい。

図６Ａは、物品１０に接着剤５２を堆積させる第１の工程を実施するためのステーション２５Ｂを示す。接着剤５２は、ＵＶ硬化性、感圧性、又は両方が挙げられるがこれらに限定されない、任意の好適なタイプのものであってよい。接着剤５２は、任意の好適な方法で塗布することができる。場合によっては、接着剤の精密な位置のためにインクジェット印刷プロセスによってなどデジタルアプリケーションプロセスによって接着剤５２を堆積させることが所望されることがある。これは、ステーション２５Ａで使用されるものと類似したインクジェットプリントヘッド２６を使用することによって実行することができる。

図６Ａはまた、コールド箔プロセスの第２のステーション２５Ｃの一実施形態も示す。第２のステーション２５Ｃにおいて装置は、裏材６４の上に金属性物質６２を含む巻き出しロール６０、巻き取りロール６６、感圧性接着剤を使用した場合は裏材６４とその上の金属性物質６２を共に物品（複数可）に押し付けるためのロール７０、及びＵＶ硬化性接着剤を物品（複数可）に塗布した場合は接着剤を少なくとも部分的に硬化させるためのデバイス７２を備える。第２のステーション２５Ｃにおける工程は、２）接着剤の上に金属箔を押し付ける工程、３）接着剤を少なくとも部分的に硬化させる工程（硬化性接着剤を使用した場合）、及び４）接着剤を堆積させたところに金属性効果を残すために、箔及びあらゆる未転写の金属を除去する工程、のうち１つ又は２つ以上を含み得る。

図６Ｂは、同様であるが、工程（２）〜（４）を実施するコールド箔プロセスの第２のステーション２５Ｃの別の実施形態によるステーション２５Ｂを示す。図６Ｂに示す実施形態は、図６Ａに示す実施形態とは圧盤７４が位置決めロール７６と７８との間に位置する点で異なる。圧盤７４は、次のように、箔６２を接着剤５２の上に押し付けるために使用される。１）物品１０を接着剤と共に圧盤７４の下に割出し動作する、２）圧盤７４が物品１０上の接着剤５２の上に箔６２を押し付けながら物品１０に向かって移動する、３）接着は、ＵＶ接着剤を硬化させること、又は高い粘着特性を既に有する接着剤の性質のいずれかによって、箔６２と物品１０との間に得られる、４）接着剤５２を塗布したところに金属性効果を残してフィルムキャリア６４及びあらゆる未転写の金属を除去する。

所望される所定の画像を物品（複数可）１０に適用した後、物品のバッチにおける物品（複数可）は、さらなる処理のためにコンベヤー２４によって別のコンベヤー又は装置へ運ばれてもよい。例えば、物品（複数可）１０がボトルである場合、ボトルは、コンベヤー２４から充填装置、及びふた締め機へ運ばれてもよい。

本明細書で開示する寸法及び値は、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。それよりむしろ、特に指示がない限り、このような寸法はそれぞれ、列挙された値とその値を囲む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°」として開示される寸法は、「約９０°」を意味するものとする。

本明細書の全体を通じて与えられる全ての最大数値限定は、それよりも小さい全ての数値限定を、そのようなより小さい数値限定があたかも本明細書に明確に記載されているかのように包含するものと理解すべきである。本明細書の全体を通じて与えられる全ての最小数値限定は、それより大きい全ての数値限定を、そのようなより大きい数値限定があたかも本明細書に明確に記載されているかのように包含する。本明細書全体を通して与えられる全ての数値範囲は、そのようなより広い数値範囲内に入るそれよりも狭い全ての数値範囲を、そのような狭い数値範囲があたかも全て本明細書に明確に記載されているかのように包含する。

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、関連部分において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対立する範囲においては、本明細書において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。

本発明の特定の実施形態が説明及び記載されてきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び修正を実施できることが当業者には自明であろう。したがって、本発明の範囲内に含まれるそのような全ての変更及び修正は、添付の特許請求の範囲によって網羅されることが意図される。

Claims (10)

1. 所定のパターンで、その上に堆積される物質を有する物品であって、前記物品は、
   少なくとも１つの装飾デバイスを提供する工程と、
   非接触物質堆積デバイスを提供する工程と、
   表面を有する少なくとも１つの三次元の物品を提供する工程と、
   前記装飾デバイス及び前記物質堆積デバイスを通過する前記物品を移送するためのコンベヤーを提供する工程と、
   前記装飾デバイスによって前記物品に装飾効果を提供する工程と、を含む方法によって作製され、前記方法は、さらに、
   前記物品が前記物質堆積デバイスを少なくとも２回通過するように、前記物品と前記物質堆積デバイスとの間に再循環する相対運動を生じさせる工程と、
   前記相対運動中に、前記物質堆積デバイスを使用することによって前記物品の前記表面の少なくとも一部の上に物質を堆積させる工程であって、各パスにおいて、前記堆積デバイスは、形成される所定のパターン全体の一部のみを堆積させ、前記所定のパターンを形成するために前記物品が前記物質堆積デバイスを少なくとも２回通過する工程を含むことを特徴とする、物品。
2. 前記装飾効果が、前記物品の前記表面上の金属性材料を含むことを特徴とする、請求項１に記載の物品。
3. 前記金属性材料の上面に印刷された少なくとも１色の色を含むことを特徴とする、請求項２に記載の物品。
4. 前記所定のパターンが、前記所定のパターンの第１の部分と、前記所定のパターンの第２の部分とを含み、前記所定のパターンの前記第１の部分は、前記所定のパターンの前記第２の部分が前記物品上に堆積される前に硬化されることを特徴とする、請求項１に記載の物品。
5. 前記物質堆積デバイスを通過する第１パスの間に、複数の離間した材料堆積物の形態で、物質が前記物品上に堆積され、前記物質堆積デバイスを通過する後続のパスの間に、複数の離間した材料堆積物の形態で、物質が堆積され、前記後続のパスによって作製された前記材料堆積物の少なくとも一部が、材料堆積物の混合パターンを形成するために第１パスの間に作製された前記材料堆積物の間に位置することを特徴とする、請求項１に記載の物品。
6. 前記物質がインク滴を含み、前記インク滴は、少なくとも１つの方向においてインチあたり２００〜２，８８０滴の範囲のマトリックスで前記物品上に堆積することを特徴とする、請求項１に記載の物品。
7. 前記物質がインク滴を含み、前記インク滴は、少なくとも１つの方向においてインチあたり１，２００滴を超えるマトリックスで前記物品上に堆積することを特徴とする、請求項１に記載の物品。
8. 前記物質がインク滴を含み、前記インク滴は、少なくとも１つの方向においてインチあたり１，０８０〜１，４４０滴の範囲のマトリックスで前記物品上に堆積することを特徴とする、請求項１に記載の物品。
9. 中空プラスチック容器を含むことを特徴とする、請求項１に記載の物品。
10. かみそりを含むことを特徴とする、請求項１に記載の物品。

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