НОСИТЕЛЬ ДАННЫХ, СНАБЖЕННЫЙ РИСУНКОМ, ВЫПОЛНЕННЫМ ПОСРЕДСТВОМ МЕТАЛЛОГРАФСКОЙ ПЕЧАТИ
DATA MEDIUM EQUIPPED WITH PATTERN MADE BY METALLOGRAPHIC PRINTING

Изобретение относится к носителю данных, снабженному рисунком, выполненным посредством металлографской печати, а также к форме металлографской печати, способу металлографской печати, обеспечивающему печать указанного рисунка, и к способу изготовления указанной формы металлографской печати.
В контексте настоящего изобретения под носителями данных понимаются, в частности, защищенные от подделки и ценные документы, например, банкноты, паспорта, удостоверения личности, чековые бланки, акции, свидетельства, почтовые марки, ваучеры, авиабилеты и т.д., а также этикетки, печати, упаковки и прочие элементы защиты продукции. Поэтому далее полагается, что термин "носитель данных" включает в себя все подобные документы и средства защиты продукции.
Защищенные от подделки и ценные документы, коммерческая или общепользовательская ценность которых намного превышает их материальную ценность, принято выполнять путем применения соответствующих мер таким образом, чтобы можно было однозначно установить их подлинность и чтобы они отличались от возможных подделок и копий. Для этого их обычно снабжают специальными защитными элементами, подделать которые в идеальном случае либо нельзя вообще, либо можно, но только путем совершения очень большого объема действий.
Прошлый опыт показывает, что пригодными для применения являются такие защитные элементы, которые могут быть идентифицированы и распознаны наблюдателем как неподдельные без вспомогательных средств. Однако изготовление таких элементов сопряжено со значительными техническими или экономическими затратами. Речь идет, например, о водяных знаках, которые можно внедрять в носитель данных только во время изготовления бумаги, или о печатных изображениях, получаемых способом металлографской печати. Такие печатные изображения характеризуются свойством тактильности, легко определяемым даже неспециалистами, в силу чего их нельзя воспроизвести другими способами печати, в частности, при помощи копировальных устройств или сканеров.
При печати ценных документов, например банкнот, особое внимание уделяют технологии металлографской печати, в частности печати со стальных клише. Отличительная особенность металлографской печати состоит в том, что в печатной форме требуется создать линейные углубления, чтобы тем самым обеспечить возможность выполнения посредством нее печатного изображения. Соответственно, краскопередающие участки печатной формы представлены углублениями в поверхности этой формы. Указанные углубления создают при помощи соответствующего гравировального инструмента, а также лазерной абляции или травления. Если форму металлографской печати изготавливают механическим способом, то обычно используют гравировальный инструмент с коническим концом. В результате, с увеличением глубины гравировки создается более широкая линия. Кроме того, с увеличением глубины гравировки усиливается способность выгравированной линии забирать краску, а следовательно, повышается непрозрачность напечатанной линии.
По сравнению с другими распространенными способами печати, например офсетной печатью, металлографская печать допускает нанесение на носитель данных сравнительно толстого слоя краски. Этот относительно толстый слой краски создается в ходе металлографской печати и усиливается частичной деформацией поверхности бумаги, возникающей вследствие вдавливания бумаги. При соответствующей глубине рельефа, он может с легкостью тактильно распознаваться даже не подготовленным человеком, а следовательно, восприниматься им в качестве признака подлинности, основанного на тактильности красочного слоя. Посредством копировального устройства имитировать такую тактильность невозможно, следовательно металлографская печать обеспечивает существенную степень защиты от подделок.
Чтобы возможность печати по всей поверхности можно было сочетать с обеспечением наличия тактильных элементов, причем достигать этого сочетания всего за одну операцию печати, в патентном документе WO 03/052702 было предложено снабжать носитель данных полутоновым изображением, полученным способом металлографской печати, которое по меньшей мере в одной его зоне содержит непосредственно граничащие друг с другом участки с напечатанной краской, имеющие определенные тоновые градации, причем по меньшей мере одна зона указанного изображения является тактильно различимой. В контексте данного документа под полутоновым изображением понимается изображение, промежуточные тона которого меняются между самым светлым и самым темным участком изображения.
В документе WO 03/052702 предложено при создании указанного печатного изображения разделять оригинал на участки согласно определенным полутонам, и отдельные тоновые градации или группы тоновых градаций, согласованные с применяемой печатной краской, сопоставлять с различными глубинами рельефа изготовляемой печатной формы. Тоновые градации оригинала преобразуют в соответствующие глубины рельефа печатной формы, причем глубину рельефа, необходимую для создания специальной тоновой градации, можно варьировать от одной печатной краски к другой. На практике таким способом особо хорошо удается воспроизводить технические изображения, однако другие полутоновые изображения, в особенности портреты, во многих случаях получаются неестественными.
Исходя из сказанного, задача данного изобретения состоит в том, чтобы создать носитель данных с высокой степенью защиты от подделки, снабженный рисунком, который выполнен методом металлографской печати и визуально воспринимается как полутоновое изображение. При этом согласно изобретению необходимо обеспечить возможность комбинирования указанного рисунка с тактильными элементами.
Термин "полутоновое изображение" употребляется в литературе по полиграфическим технологиям, и тем более в патентной литературе, не единообразно. В некоторых случаях этим термином обозначают только "фактические" полутоновые изображения, т.е. изображения, тоновые градации которых представляют собой настоящие градации между четным и белым, например, те изображения, которые получаются посредством фотографии. Однако в области полиграфии этот термин часто применяют также в отношении штриховых изображений, состоящих из дискретных печатных (например, черных) и непечатных (например, белых) элементов изображения, которые выполнены так тонко, что благодаря интегрирующему эффекту глаза, наблюдателю кажется, что в этом изображении существуют действительные полутоновые переходы. Указанные печатные и непечатные элементы изображения обычно представляют собой растровые точки, размещенные в равномерном растре с небольшой линиатурой. Например, при нормальном расстоянии между глазом и наблюдаемым изображением, глаз наблюдателя, начиная с 60-го растра, т.е. растра с частотой растровой развертки 60 линий на сантиметр, уже не способен распознавать отдельные точки, поэтому изображение кажется наблюдателю визуально сглаженным и воспринимается им как настоящее полутоновое изображение (см., например, Н.Kipphan, Hrsg., Handbuch der Printmedien, Springer, 2000, стр.92-93).
Учитывая это обстоятельство, термин "полутоновое изображение" применяется в рамках данного описания в отношении фактического полутонового изображения. При этом штриховое изображение (т.е. изображение с дискретными напечатанными или ненапечатанными элементами), которое при соответствующем тонком исполнении составляющих его элементов также может визуально восприниматься наблюдателем как фактическое полутоновое изображение, в рамках данного описания характеризуется следующей формулировкой: изображение, которое при его наблюдении невооруженным глазом воспринимается как полутоновое изображение.
В соответствии с настоящим изобретением поставленная задача решена путем создания носителя данных, характеризующегося признаками первого независимого пункта формулы изобретения. Объекты изобретения, относящиеся к способу металлографской печати, форме металлографской печати, предназначенной для создания заявляемого носителя данных, а также к способу изготовления такой формы, раскрыты в других независимых пунктах. Частные варианты осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов.
Согласно изобретению носитель данных указанного типа снабжен рисунком, который выполнен посредством металлографской печати и при наблюдении невооруженным глазом воспринимается как полутоновое изображение с плавным переходом тоновых градаций. Этот рисунок содержит множество тонких, не различимых невооруженным глазом, рельефных напечатанных линий, которые непрерывно модулированы по своей ширине и/или высоте и обеспечивают вследствие этого различные тоновые градации полутонового изображения.
Выражение "плавный переход тоновых градаций" также относится к особенностям восприятия рисунка человеческим глазом. Соответственно, плавный переход тоновых градаций не должен охватывать бесконечное множество различных тоновых градаций, а только такое их количество (достаточно большое), которое будет только обеспечивать наблюдателю впечатление плавного перехода.
В соответствии с предпочтительным вариантом изобретения указанный рисунок металлографской печати, предусмотренный на носителе данных, содержит группу параллельных напечатанных линий. Согласно современным знаниям, особенно хорошие результаты достигаются тогда, когда рисунок металлографской печати содержит равномерный сетчатый растр, предпочтительно образованный двумя группами параллельных напечатанных линий, пересекающихся под углом α. Установлено, что особо предпочтительные значения угла α лежат в пределах от 40° до 80°, в частности от 50° до 70°.
Промежуток между серединами параллельных напечатанных линий рисунка металлографской печати составляет 400 мкм и менее, предпочтительно от 50 до 200 мкм, более предпочтительно от 60 до 150 мкм и особо предпочтительно от 70 до 120 мкм.
Промежуток между напечатанными линиями может быть постоянным по всему рисунку или изменяться. Например, рисунок металлографской печати может быть разделен на участки, на каждом из которых между линиями имеется некоторый промежуток, отличающийся от соответствующих промежутков на других участках. Тем не менее, промежуток между линиями может также изменяться и по всему рисунку.
Кроме того, в альтернативном случае промежуток между двумя смежными линиями может быть непрерывно модулированным, это значит, что в данном случае параллельных линий не существует. При большем промежутке обеспечиваются более светлые тона, при меньшем - более темные. Благодаря этому диапазон тоновых градаций можно расширить в еще большей степени.
Согласно предпочтительному варианту выполнения предлагаемого носителя данных напечатанные линии расположены, в частности в одной или нескольких группах параллельных линий, с точностью ±5 мкм и менее, предпочтительно ±2,5 мкм и менее, особенно предпочтительно примерно ±1 мкм и менее.
Ширина напечатанных линий в нетактильной области печати предпочтительно составляет менее 250 мкм, более предпочтительно от 3 до 150 мкм. На тактильных участках ширина напечатанных линий может быть больше. На темных участках рисунка, в особенности в тактильных областях печати, напечатанные линии могут частично перекрываться.
Согласно еще одному предпочтительному варианту изобретения рисунок обрамлен напечатанной линией, которая модулирована по своей ширине и/или высоте и служит в качестве внешнего контура. При этом концы линий рисунка перекрываются этой напечатанной линией, служащей в качестве внешнего контура. В частности данная напечатанная линия, служащая в качестве внешнего контура, может быть модулирована таким образом, что расширяющиеся концы линий, соответствующие темным областям рисунка, перекрываются более широким внешним контуром, а сужающиеся концы линий, соответствующие светлым областям рисунка, - узким внешним контуром. Ширина напечатанной линии, служащей в качестве внешнего контура, составляет от 5 до 250 мкм, предпочтительно от 10 до 120 мкм. Ширина линии внешнего контура, согласованная с градациями яркости рисунка, на светлых участках рисунка предпочтительно составляет от 5 до 30 мкм, на темных участках - от 60 до 150 мкм.
Согласно одному из предпочтительных вариантов изобретения рисунок металлографской печати содержит напечатанные линии шириной не более 15 мкм, в частности шириной 10 мкм и менее. Благодаря применению таких тонких напечатанных линий можно, с одной стороны, получить особенно широкий диапазон ширин с соответствующим широким динамическим диапазоном, с другой стороны, применение очень тонких линий позволяет реализовать очень высокие разрешения и весьма тонкие переходы тоновых градаций.
В предпочтительном случае ширина и высота напечатанных линий совместно модулированы таким образом, что более широкие линии имеют большую высоту, а более тонкие линии - меньшую высоту.
В частном случае рисунок металлографской печати имеет нетактильную область печати, в которой напечатанные линии тактильно не распознаются. Кроме того, рисунок металлографской печати предпочтительно имеет тактильную область печати, в пределах которой напечатанные линии являются тактильно распознаваемыми. Тактильную область печати целесообразно размещать в особо темных частях полутонового изображения.
Преимущества настоящего изобретения перед решениями известного уровня техники особенно сильно проявляются в том случае, когда рисунок металлографской печати представляет собой изображение человека или портрет.
В отличие от обычных изображений металлографской печати, созданных с применением ручного гравирования, в которых отдельные линии и точки отчетливо распознаются невооруженным глазом, а краски часто кажутся малонасыщенными, отдельные линии печатного изображения, созданного в соответствии с данным изобретением, невооруженным глазом не распознаются, а краски полутоновых изображений благодаря высокому разрешению кажутся насыщенными, свежими и яркими.
Кроме того, изобретение относится к форме металлографской печати, предназначенной для печати рисунка, который при наблюдении невооруженным глазом воспринимается как полутоновое изображение с плавным переходом тоновых градаций. Данная форма имеет выгравированный рисунок, содержащий множество тонких, не различимых невооруженным глазом, выгравированных линий, которые непрерывно модулированы по своей ширине и/или высоте и обеспечивают вследствие этого различные тоновые градации полутонового изображения.
Выгравированный рисунок предпочтительно содержит группу параллельных выгравированных линий. Особенно хороших результатов достигают тогда, когда выгравированный рисунок содержит равномерный сетчатый растр, предпочтительно образованный двумя группами параллельных выгравированных линий, пересекающихся под углом α. Установлено, что наиболее предпочтительные значения угла α лежат в пределах от 40° до 80°, в частности от 50° до 70°.
Промежуток между серединами параллельных выгравированных линий составляет 400 мкм и менее, предпочтительно от 50 до 200 мкм, более предпочтительно от 60 до 150 мкм и особо предпочтительно от 70 до 120 мкм. Согласно особенно предпочтительным вариантам изобретения, выгравированные линии расположены, в частности в одной или нескольких групп параллельных линий, с точностью ±5 мкм и менее, предпочтительно ±2,5 мкм и менее, особо предпочтительно примерно ±1 мкм и менее.
В темных областях рисунка выгравированные линии могут частично перекрываться. Для обеспечения возможности создания соответствующих тонких напечатанных линий, выгравированный рисунок предпочтительно содержит выгравированные линии шириной не более 15 мкм, в особенности шириной 10 мкм и менее.
Промежуток между выгравированными линиями может быть постоянным по всему рисунку или изменяться. Например, рисунок металлографской печати может быть разделен на участки, на каждом из которых между линиями имеется некоторый промежуток, отличающийся от промежутков на других участках. Тем не менее, промежуток между линиями может изменяться также и по всему рисунку.
Кроме того, в альтернативном случае промежуток между двумя смежными линиями может быть непрерывно модулированным, это значит, что в данном случае параллельных линий не существует. При большем промежутке обеспечиваются более светлые тона, при меньшем - более темные. Благодаря этому диапазон тоновых градаций можно расширить в еще большей степени.
Ширина и высота выгравированных линий в предпочтительном случае совместно модулированы таким образом, что более широкие линии имеют большую высоту, а более тонкие линии - меньшую высоту. Такую совместную модуляцию можно обеспечить, применяя, например, гравировальный резец с коническим концом.
Выгравированный рисунок предпочтительно имеет область неглубокой гравировки для печати нетактильной области печати, в которой выгравированные линии имеют глубину до 80 мкм, предпочтительно от 2 до 70 мкм. Ширина выгравированных линий в области неглубокой гравировки предпочтительно составляет менее 250 мкм, в частности от 3 до 150 мкм.
Кроме того, выгравированный рисунок предпочтительно имеет область глубокой гравировки для печати тактильной области печати, в которой выгравированные линии имеют глубину от 70 до 300 мкм, предпочтительно от 70 до 200 мкм, особо предпочтительно от 80 до 120 мкм. Ширина выгравированных линий в области глубокой гравировки предпочтительно составляет менее 400 мкм, в частности от 120 до 250 мкм.
Изобретение также относится к способу изготовления формы металлографской печати, предназначенной для печатания рисунка, который при наблюдении невооруженным глазом воспринимается как полутоновое изображение с плавным переходом тоновых градаций, включающему следующие этапы:
- обеспечение наличия печатной формы, имеющей поверхность печатной формы;
- гравировка в поверхности печатной формы множества тонких, не различимых невооруженным глазом, выгравированных линий, непрерывно модулированных по своей ширине и/или глубине таким образом, что получающийся выгравированный рисунок обеспечивает создание различных тоновых градаций полутонового изображения.
Локальную ширину и/или глубину выгравированных линий определяют в этой локальной зоне до их гравировки по тоновой градации воспроизводимого полутонового изображения. При этом более светлые тоновые градации соответствуют более тонким и/или менее глубоким выгравированным линиям, а более темные тоновые градации - более широким и/или более глубоким линиям. После этого выгравированные линии, определенные указанным образом, можно создавать при помощи резца с электронным управлением или другим способом, с соблюдением требуемых в данном месте значений локальной ширины и глубины.
В предпочтительном случае согласно предлагаемому способу
a) в рисунке определяют тактильную и нетактильную области печати, а также соответствующие области глубокой и неглубокой гравировки для печатания этих тактильной и нетактильной областей печати;
b) для обеих областей печати локальную ширину и/или глубину выгравированных линий определяют до их гравировки в этом месте по тоновой градации воспроизводимого полутонового изображения.
Кроме того, при предпочтительном варианте осуществления предлагаемого способа
с1) выгравированные линии в обеих областях гравировки создают в печатной форме в соответствии с определенной локальной шириной и/или глубиной;
d1) в области глубокой гравировки создают дополнительные выгравированные линии глубиной от 70 до 300 мкм, предпочтительно от 70 до 200 мкм, особо предпочтительно от 80 до 120 мкм.
В соответствии с другим, также предпочтительным вариантом способа
с2) выгравированные линии в области неглубокой гравировки создают в печатной форме в соответствии с определенной локальной шириной и/или глубиной;
d2) выгравированные линии в области глубокой гравировки создают глубиной от 70 до 300 мкм, предпочтительно от 70 до 200 мкм, особо предпочтительно от 80 до 120 мкм.
В соответствии с еще одним, также предпочтительным вариантом способа
с3) выгравированные линии в области неглубокой гравировки создают в печатной форме в соответствии с определенной локальной шириной и/или глубиной;
d3) выгравированные линии в области глубокой гравировки создают с большей шириной и/или глубиной по сравнению с определенной локальной шириной и/или глубиной, в результате чего по меньшей мере часть выгравированных линий получают глубиной от 70 до 300 мкм, предпочтительно от 70 до 200 мкм, особо предпочтительно от 80 до 120 мкм.
Гравировку печатной формы в принципе можно осуществлять при помощи лазерного луча или посредством травления, однако в настоящее время предпочтительной является гравировка при помощи вращающегося резца с электронным управлением.
Ниже варианты выполнения изобретения и его преимущества поясняются со ссылкой на приложенные чертежи. В целях улучшения наглядности этих чертежей на них не соблюдаются масштаб и пропорции изображаемых элементов.
Фиг.1 упрощенно изображает банкноту, снабженную рисунком металлографской печати, выполненным согласно настоящему изобретению.
Фиг.2 сверху изображает фрагмент показанной на фиг.1 банкноты, взятый в зоне указанного рисунка металлографской печати.
Фиг.3 упрощенно изображает поперечный разрез заявляемой формы металлографской печати, предназначенной для печати рисунка, воспринимаемого как полутоновое изображение.
Фиг.4а и 4b дают два упрощенных вида, изображающих фрагменты предложенной печатной формы, имеющей выгравированные линии в виде сетчатых растров.
Далее изобретение поясняется на примере банкноты. На фиг.1 показана банкнота 10, снабженная рисунком 12 металлографской печати, который при наблюдении невооруженным глазом воспринимается как полутоновое изображение с плавным переходом тоновых градаций. В пределах темных областей изображения рисунок 12 может дополнительно содержать тактильные участки 18, на которых рельефная структура металлографской печати может быть обнаружена пользователем тактильно, т.е. она образует осязаемую маркировку.
Помимо рисунка 12, созданного посредством металлографской печати, банкнота 10 обычно содержит дополнительные печатные изображения, выполненные другими способами печати. Например, банкнота 10 может содержать узор 14, изготовленный способом офсетной печати (например, узор типа гильош, состоящий из равномерно переплетенных линий), а также серийный номер 16, нанесенный способом высокой печати. Также могут быть предусмотрены области, изготовленные способом трафаретной печати и другими способами.
Чтобы рисунок 12 производил впечатление имеющего плавные переходы тоновых градаций, он, как укрупнено показано на фиг.2, должен содержать множество тонких, не различимых невооруженным глазом, рельефных напечатанных линий 20. Согласно проиллюстрированному варианту, напечатанные линии 20 образуют группу параллельных линий с промежутком d, измеряемым от середины одной линии до середины другой.
min
max
Чтобы обеспечивать различные тоновые градации полутонового изображения, напечатанные линии 20 непрерывно модулированы по своей ширине и высоте, как это показано на фиг.2 в отношении ширины линий. При этом напечатанные линии 20, расположенные в более светлых областях изображения (например, у правого и левого края фрагмента, показанного на фиг.2), имеют меньшую ширину и высоту, а линии, расположенные в более темных областях (например, посредине фрагмента, показанного на фиг.2) - большую ширину и высоту. В областях, не обладающих возможностью тактильного распознавания, ширина b линий 20 изменяется от минимальной ширины b до максимальной ширины b. На некоторых участках максимальная ширина может быть больше промежутка d между линиями, вследствие чего эти линии 20 будут перекрывать друг друга, образуя особо темные области рисунка.
min
max
min
max
max
Согласно данному варианту изобретения рельефные линии образованы в форме металлографской печати при помощи конического резца. Вследствие этого обстоятельства значения ширины и высоты напечатанных линий имеют между собой положительную корреляцию. Говоря другими словами, широкие линии характеризуются большим возвышением, а более тонкие линии - меньшим возвышением. Таким образом, высота напечатанных линий 20 в областях, не обладающих возможностью тактильного распознавания, изменяется в пределах между минимальной высотой h и максимальной высотой h согласно их ширине, изменяющейся в пределах между b и b. При этом значение максимальной высоты h выбирают (с учетом свойств используемой печатной краски и материала банкноты) таким образом, что пользователь не может осязать напечатанные линии 20 в областях, не рассчитанных на тактильное распознавание.
t
t
t
В отличие от вышесказанного, в областях 18, обладающих возможностью тактильного распознавания, ширина b и высота h напечатанных линий 20 превышает максимальные значения, соответствующие областям, не обладающим возможностью тактильного распознавания. Следовательно, эти линии составляют очень темные области. В частности с учетом свойств печатной краски и материала банкноты выбирают настолько большую высоту h, что в рисунке 12 появляется маркировка 18, которая может осязаться пользователем. В пределах области 18, обладающей возможностью тактильного распознавания, ширина и высота 20 напечатанных линий может быть как постоянной, так и модулированной, что позволяет воспроизводить элементы изображения в пределах темных областей 18.
min
max
Промежуток d между напечатанными линиями составляет менее 400 мкм, предпочтительно от 70 до 120 мкм. В примере, проиллюстрированном на фиг.2, он составляет примерно 100 мкм. Согласно данному примеру, в областях, не обладающих возможностью тактильного распознавания, ширина b линий 20 изменяется в пределах между b=4 мкм и b=140 мкм. Высота h напечатанных линий 20 всегда составляет менее 70 мкм, так что они не распознаются тактильно.
В отличие от вышесказанного, в областях 18, обладающих возможностью тактильного распознавания, высота линий предпочтительно составляет от 80 до 120 мкм, например, 100 мкм, так что в этих местах образуется маркировка, хорошо распознаваемая тактильно. Промежуток d между серединами напечатанных линий в этой области составляет, например, всего лишь 80 мкм.
При таких параметрах напечатанные линии 20 не могут различаться невооруженным глазом. Следовательно, наблюдатель воспринимает рисунок 12 как полутоновое изображение с плавным переходом тоновых градаций, определяющимся локальной шириной и высотой линий 20. Области 18, обладающие возможностью тактильного распознавания, придают рисунку металлографской печати дополнительный признак подлинности, который можно легко распознать и проверить, потерев банкноту 10 между пальцами. Так как тактильные области 18 расположены в особо темных частях отображенного полутонового изображения, визуально они органично сливаются с остальными областями полутонового изображения.
Фиг.3 упрощенно изображает поперечный разрез формы 30 металлографской печати, предназначенной для печати рисунка, воспринимающегося как полутоновое изображение, например, вышеописанного рисунка 12 металлографской печати. Напечатанному рисунку 12 в пределах формы 30 соответствует рельефный рисунок, имеющий множество тонких, не различимых невооруженным глазом, рельефных линий 32, 34, 36, которые для создания различных тоновых градаций полутонового изображения непрерывно модулированы по своей ширине и/или высоте.
На фиг.3 для примера показаны три отрезка рельефных линий 32, 34, 36, предназначенных для создания в рисунке: светлой тоновой градации (линия 32), темной тоновой градации (линия 34) и тактильно распознаваемой области 18 (линия 36).
Все рельефные линии выполнены посредством конического гравировального резца, управляемого электронным образом. В результате с увеличением глубины гравировки получается увеличение ширины линий. Например согласно данному варианту изобретения при использовании гравировального резца, конический угол раскрытия которого составляет примерно 80°, обеспечивается глубина гравировки t≈b/(2*tan(80°/2)), т.е. глубина гравировки составляет почти 60% ширины гравировки.
В соответствии с данным изобретением для гравировки рисунка клише можно применять разные гравировальные резцы с различными коническими углами раскрытия. В предпочтительном случае конический угол раскрытия составляет от 60° до 100°. Рисунок металлографской печати можно разделить на участки, обрабатываемые при помощи гравировальных резцов, имеющих различные конические углы раскрытия. Предпочтительно участки более светлого тона гравируют при помощи резца с коническим углом раскрытия 40°, в то время как участки более темного тона гравируют при помощи резца, имеющего конический угол раскрытия 100°. Вместо разделения рисунка на участки, также можно при помощи различных резцов гравировать отдельные линии.
1
1
2
2
3
3
В случае выгравированных линий, показанных для примера на фиг.3, отрезок линии 32 имеет глубину гравировки t=25 мкм и соответственно ширину b примерно 40 мкм, отрезок линии 34 - глубину гравировки t=50 мкм и соответственно ширину b около 80 мкм, а отрезок линии 36 - глубину гравировки t=100 мкм и соответственно ширину b приблизительно 165 мкм.
Хотя на фиг.3 в каждом случае изображена только одна выгравированная линия 32, 34, 36, понятно, что форма 30 металлографской печати содержит множество таких линий, которые могут быть расположены параллельно или в виде сетчатого растра, образованного перекрещивающимися параллельными выгравированными линиями. При этом в данном примере осуществления изобретения промежуток между параллельными выгравированными линиями 32, 34 в нетактильной области печати составляет 100 мкм, а промежуток между линиями 36 в тактильной области печати - 80 мкм.
При ширине 40 мкм и промежутке 100 мкм выгравированные линии 32 во время печати обеспечивают в пределах рисунка 12 светлую градацию тона. При ширине 80 мкм и промежутке 100 мкм выгравированные линии 34 во время печати создают уже очень темную градацию тона. Выгравированные линии 36, которые при промежутке 80 мкм имеют ширину 165 мкм, во время печати наряду с очень темной градацией тона обеспечивают также, благодаря толстому слою краски и деформации материала банкноты, осязаемую маркировку 18.
Из вышесказанного следует, что ширина и глубина выгравированных линий модулированы вдоль их протяженности согласно локально отображаемой тоновой градации, поэтому на каждом из изображенных на фиг.3 поперечных сечений проиллюстрированы только локальные ширина и глубина отрезка выгравированных линий 32, 34, 36. Отрезки 32, 34, 36 могут представлять собой даже отрезки одной и той же выгравированной линии в разных точках ее протяженности. Кроме того, должно быть понятно, что ширина и глубина выгравированных линий непрерывно изменяются в заданном диапазоне ширины и глубины, а не только принимают дискретные значения, как для иллюстрации показано на фиг.3.
Параллельные выгравированные линии в форме 30 металлографской печати изготавливают с высокой точностью ±5 мкм, предпочтительно даже с чрезвычайно высокой точностью ±1 мкм. Благодаря такой высокой точности можно достичь очень тонких различий по тоновым градациям.
Кроме того, следует отметить, что авторы настоящего изобретения в результате ряда опытов установили, что при расположении выгравированных линий в виде соответствующего сетчатого растра становится возможной особо стабильная печать с различной глубиной гравировки. В этой связи рассмотрим фиг.4а, сверху изображающую фрагмент 40 предлагаемой печатной формы, характеризующийся указанным сетчатым растром, которой состоит из двух групп 42, 44 параллельных выгравированных линий, пересекающихся друг с другом под углом а. Для большей наглядности рисунка, на фиг.4а не показана модуляция ширины и глубины выгравированных линий, которая на практике конечно же существует. Особенно хорошие результаты обеспечиваются при сетчатых растрах, у которых угол а составляет от 40° до 80°, в частности примерно 60°. В отношении промежутков, ширины и глубины этих параллельных выгравированных линий 42, 44 справедливы пояснения, приведенные выше в отношении обычных параллельных выгравированных линий.
Выгравированные линии печатной формы 30 не обязательно должны быть прямыми, как наглядно показано на примере фрагмента 50, представленного на фиг.4b, изображающей две группы 52, 54 пересекающихся изогнутых линий. В целях повышения наглядности рисунка, модуляция ширины и глубины выгравированных линий, реально существующая, в этом случае также не показана.
Чтобы на основе заданного полутонового оригинала получить форму 30 металлографской печати с соответствующим выгравированным рисунком, согласно настоящему изобретению можно действовать, например, следующим образом.
В качестве основной модуляции для полутонового изображения применяют сетчатый растр, содержащий выгравированные линии с ориентацией ±40° (т.е. угол α, заключенный между линиями, составляет 80°), как схематично показано на фиг.4а. При тех значениях ширины, глубины и промежутка, что используются в данном примере, такой сетчатый растр печатается особенно стабильно.
Расчет формы и положения выгравированных линий предпочтительно осуществляют при помощи компьютера, при этом можно использовать коммерчески доступные программы, позволяющие вычислять глубину гравировки на основе представляемых тоновых градаций полутонового изображения, подлежащего отображению.
На следующем этапе делают пробный оттиск серого клина с соответствующей краской для печатания со стальных клише с плавным переходом в пределах 0-100% площади запечатывания и выбранным воспроизведением клише, например, в виде выбранного сетчатого растра.
На основе пробного оттиска определяют используемый диапазон тоновых градаций, который далее называется диапазоном воздействия. Определенный диапазон может охватывать, например, зону в пределах от 3 до 40% площади запечатывания.
Затем полутоновый оригинал воспроизводят в пределах указанного диапазона воздействия, при этом более светлые тоновые градации соответствуют менее глубокой гравировке, а более темные тоновые градации - более глубокой гравировке. Во многих случаях полутоновое изображение посредством ретуширования согласуют с требуемыми специфическими условиями печати. При этом также учитывают особые печатные свойства краски, используемой при печатании со стальных клише, в частности очень высокое содержание пигментов, которое ведет к очень большому интервалу между светлым и темным, а также различные добавки, например, поглотители, кроющие белила, прозрачные белила, признаки, считываемые машинным образом, и т.п., которые в некоторых случаях значительно изменяют лессировку цветной краски.
Во время следующего этапа задают необходимые тактильные области рисунка. Для этого определяют особо темные области полутонового оригинала и дополняют их специальными необходимыми частями. Для обеспечения тактильных свойств возникшие таким образом структуры увеличивают (делают выше), при необходимости подвергают ретушированию и записывают отдельно в память.
Затем при помощи компьютера и соответствующей программы рассчитывают полутоновый оригинал (проекцию) с определением гравировки и требуемой тактильной области, и на основе рассчитанных гравируемых линий при помощи резца с электронным управлением изготавливают печатную форму.
При этом основную модуляцию можно различным образом комбинировать с тактильной составляющей. В случае простейшего воспроизведения тактильную составляющую просто переносят на существующую основную фрезерованную модель. Альтернативно тактильную составляющую можно вырезать из основной модели, а затем по-новому наложить ее на нефрезерованную поверхность. Согласно другому варианту изобретения, тактильную составляющую вырезают из основной модели, а затем по полутоновому изображению рассчитывают тактильную область еще раз, так что в этом случае можно предусмотреть модуляцию глубины, отображающую отдельные части изображения.
В результате получается фрезерованная печатная форма, которая благодаря различной глубине и ширине выгравированных линий воспроизводит требуемые тоновые градации полутонового изображения и имеет тактильные элементы, интегрированные в полутоновое отображение. После выполнения пробного оттиска, его оценки и при необходимости коррекции, дизайн рисунка 12 можно включить в файл данных для фрезерования банкноты или другого требуемого ценного документа.
Предлагаемый способ обладает, в частности, следующими преимуществами.
- Краска для печати со стальных клише обеспечивает широкий спектр от светлого до темного, который можно выгодно использовать в ходе реализации предложенного способа.
- Требуемые тактильные элементы могут быть интегрированы в композицию рисунка.
- Данный способ позволяет хорошо воспроизводить полутоновые оригиналы, в частности, относящиеся к обратной стороне банкноты.
- Печатание линий представляет собой хорошую альтернативу стохастическому растрированию.
- При изготовлении печатной формы фреза может непрерывно оставаться в материале без постоянного касания фрезой обрабатываемого материала, в результате обеспечивается подходящее для данного способа исполнение.