ЦЕННЫЙ ДОКУМЕНТ С СЕРИЙНЫМ НОМЕРОМ
SECURITY PAPER WITH SERIAL NUMBER

Изобретение относится к ценному документу, в частности к банкноте с индивидуальной меткой, например, с серийным номером. Кроме того, изобретение относится к способу изготовления такого ценного документа.
Ценные документы, такие как банкноты, акции, облигации, сертификаты, ваучеры, чеки, входные билеты и аналогичные документы, обычно снабжают индивидуальной меткой, например серийным номером. Для повышения степени надежности эту метку часто наносят на ценный документ несколько раз. Например, номер на банкноту ставят два раза, чтобы можно было однозначно идентифицировать каждую половину банкноты. Здесь эти два набора цифр обычно идентичны.
Степень надежности традиционной нумерации сравнительно низкая. Например, для нумерации требуется белый или по меньшей мере светлый фон, который, кроме того, не должен быть выполнен способом глубокой печати, так как в противном случае остатки печатной краски могут попасть на нумеровальные устройства и нарушить их функционирование. Соответственно, учитывая обычное отклонение в приводке, необходимо выделять достаточно много места для нумерации.
Из патентного документа US-A-4234214 известна банкнота, снабженная считываемым кодом, состоящим из букв и цифр, составляющих порядковый серийный номер, обеспечивающий однозначную идентификацию банкноты. Считываемый код наносят на первую позицию на банкноте в виде позитивного изображения, а на вторую позицию в виде негативного изображения с полихроматическим фоном. Изготовление такого негативного или инверсного изображения серийного номера является довольно сложным, так как для этого нужно выполнить ряд технологических операций.
Принимая во внимание вышесказанное, цель данного изобретения - создать ценный документ описанного выше типа, который несложен в изготовлении и обладает высокой степенью защиты от подделки.
Эту цель достигают посредством ценного документа, имеющего признаки, раскрытые в независимом пункте формулы изобретения. Способ его изготовления раскрыт в пунктах формулы изобретения, объединенных единым изобретательским замыслом. Варианты развития данного изобретения являются предметами зависимых пунктов.
Согласно данному изобретению индивидуальную метку, например серийный номер, наносят по меньшей мере по одному разу на лицевую и на обратную сторону ценного документа; причем по меньшей мере один из индивидуальных идентификаторов, нанесенных на лицевую и обратную сторону, наносят на ценный документ бесконтактным способом. В контексте данного изобретения сама метка, например определенный серийный номер, всегда называется «меткой», а отдельные многократно наносимые его варианты называются «идентификаторами». Все различные идентификаторы отображают одну и ту же метку, например один и тот же серийный номер, даже если они выполнены шрифтами различных размеров или имеют различный графический дизайн. В некоторых вариантах реализации одна из меток может быть снабжена индивидуальными дополнительными элементами, например дополнительной контрольной цифрой или символом.
Такая двухсторонняя маркировка ценного документа уменьшает размер необходимого для нее пространства с каждой стороны и тем самым увеличивает свободу дизайнера при проектировании. При традиционных способах высокой печати двухсторонняя маркировка может быть выполнена только с использованием второго цикла станков и поэтому является слишком дорогостоящей, так как нумерация банкнот нумеровальными устройствами, переключаемыми механическими или электромеханическими способами, требует больших затрат на установку и обслуживание.
Кроме того, использование бесконтактного способа для маркировки позволяет снабдить нумерацию или, в общем случае, индивидуальную метку новыми признаками защиты и одновременно компенсирует присущие нумерации способом высокой печати ограничения. Например, существует, в частности, возможность отойти от традиционной линейной цифровой конфигурации или заменить цифры символьными кодами, занимающими значительно меньше места, например двумерными кодами, такими как т.н. коды в виде матрицы данных.
Таким образом, можно в значительной степени исключить высокие затраты на установку нумеровальных устройств, так как при бесконтактном способе местоположение идентификатора можно определять посредством компьютерного контроля. В частности, при использовании векторных лазерных кодировщиков обеспечивается большой диапазон регулируемой длины хода. Высокие затраты времени и труда персонала на обслуживание нумеровального устройства исключаются или значительно уменьшаются.
В предпочтительном варианте реализации данного изобретения по меньшей мере один из индивидуальных идентификаторов нанесен на ценный документ посредством воздействия лазерного луча. Этот вид бесконтактной маркировки с использованием лазера, подробно описанный ниже, обеспечивает для дизайнера свободу размещения идентификаторов в любом месте на ценном документе, даже в традиционно практически недоступной пограничной зоне ценного документа. Что касается тактильно осязаемого варианта идентификаторов, то он имеет дополнительное преимущество, поскольку при этом появляется возможность быстрой и легкой проверки подлинности идентификатора как признака защиты, так как, например, при обычных платежных операциях банкноты держат и трогают преимущественно за край.
Предпочтительно, чтобы на лицевой и/или на обратной стороне ценного документа был расположен по меньшей мере один чувствительный к лазерному излучению участок идентификатора, на который посредством воздействия лазерного луча нанесен индивидуальный идентификатор. В предпочтительных примерах реализации ценного документа согласно данному изобретению здесь на лицевой и обратной сторонах находятся противолежащие участки идентификатора, содержащие согласованные идентификаторы. Если надписи на противолежащих участках идентификатора выполняют одновременно, например, одним и тем же лазерным лучом, то обеспечивается идеальное совмещение. Таким образом идентификатор образует ценную метку для проверки подлинности, которую трудно подделать.
Преимущественно по меньшей мере один из участков идентификатора образован слоем для записи, чувствительным к лазерному излучению, нанесенным на ценный документ. Этот слой для записи может содержать, например, печатный слой, в частности слой глубокой печати, слой трафаретной печати, слой печатной краски со спецэффектом, слой поглощающей печатной краски или печатный слой, состоящий из смеси непоглощающей печатной краски и поглощающей печатной краски или других поглощающих веществ. В других вариантах реализации этот чувствительный к лазерному излучению слой для записи содержит металлический слой или печатную краску, содержащую добавки, поглощающие лазерное излучение, например графит или сажу. В частности, слой для записи может быть образован элементом защиты, снабженным металлической полоской или вставкой. Этот элемент защиты может также содержать дополнительные слои, например пластиковый слой, в котором имеются дифракционные структуры в виде рельефа.
2
Кроме упомянутой возможности создания участков идентификатора посредством нанесения слоев, в качестве альтернативы или дополнительно к ним по меньшей мере один из участков идентификатора может быть также образован чувствительным к лазерному излучению участком для записи в материале основы самого ценного документа. Такой чувствительный к лазерному излучению участок для записи может быть создан посредством введения поглощающих веществ в материал основы ценного документа. Здесь примерами поглощающих веществ, которые могут быть использованы, являются ТiO, частицы сажи, пигменты с интерференционным эффектом и поглотители инфракрасного излучения.
По меньшей мере один из идентификаторов предпочтительно проявляет визуально заметное изменение цвета, в частности идентификатор становится черным. Такое изменение цвета можно обеспечить или усилить, например, посредством внесения надлежащих добавок в участки идентификатора, которые обеспечивают изменение цвета при воздействии лазерного излучения. Эти добавки могут содержаться как в нанесенных слоях для записи, так и в участках для записи на материале основы. Само по себе изменение цвета может быть обеспечено термическим образом или вызвано другими механизмами изменения цвета, например химическими превращениями. Изменение цвета термическим образом может быть эффективно активизировано наличием соответствующих поглощающих веществ. Может быть также обеспечено, чтобы самый верхний слой краски не вступал в реакцию с лазерным излучением и изменение цвета происходило только в нижележащем слое краски. Вместо видимых слоев краски могут быть также использованы не видимые глазом лаки.
Согласно еще одному частному варианту реализации по меньшей мере один из идентификаторов имеет тактильно осязаемую метку с рельефной структурой. Изготовление тактильно осязаемых меток может быть осуществлено посредством лазера и при соответствующем выборе состава облучаемого лазером материала, и параметров воздействия, например, типа и длины волны используемого лазера, выходной мощности лазера и относительной скорости перемещения лазера и ценного документа. С одной стороны тактильно осязаемые метки затрудняют подделку ценного документа, а с другой стороны тактильные метки содержат важную информацию для слепых или слабовидящих людей. Например, кроме серийного номера в виде тактильно осязаемой метки может быть также нанесен номинал банкноты.
Здесь параметры надписи, а также вид и состав материала на участке идентификатора могут быть выбраны таким образом, чтобы идентификатор реализовывал и тактильно осязаемую метку, и изменение цвета. Однако также существует возможность создания тактильно осязаемых меток без затемнения идентификатора. Если, например, ценную бумагу с меткой снова смочить после нанесения лазером тактильно осязаемой затемненной метки, то серо-черный цвет пропадает, а тактильно осязаемая метка остается, но становится едва визуально заметной или вообще невидимой.
Еще в одной предпочтительной реализации ценного документа согласно данному изобретению по меньшей мере один из идентификаторов образован скрытым изображением. Здесь термин «скрытое изображение» относится к структуре изображения, которое практически невидимо при нормальных условиях наблюдения и которое становится видимым только при использовании специальных средств, например микроскопа или поляризационного фильтра, или при особых условиях наблюдения, например под некоторыми точно определенными углами наблюдения или при освещении ультрафиолетовым излучением.
Предпочтительно, чтобы скрытое изображение было выполнено посредством воздействия лазера на участок для записи, находящийся на основе ценного документа, или на нанесенный слой для записи. Например, ценный документ может иметь локально переменную структуру поверхности, локально переменные поляризационные свойства или локально переменные люминесцентные свойства на участке скрытого изображения.
Еще в одной предпочтительной реализации данного изобретения по меньшей мере один из индивидуальных идентификаторов нанесен на ценный документ бесконтактным способом струйной печати. Здесь под способом струйной печати понимают как способы непрерывной струйной печати, так и капельно-импульсные способы струйной печати.
В первой группе названных способов формируют непрерывную струю краски и подают ее под давлением через небольшое сопло, в результате чего образуется струя, содержащая до 120000 одинаковых капель в секунду. Эти капли заряжают электрически и пропускают через электрическое поле, посредством которого их направляют на нужное место на изделии. При капельно-импульсных способах струйной печати, к которым, в частности, относятся пьезоэлектрическая и пузырьковая струйная печать, печатная краска проходит через печатающую головку только тогда, когда нужно действительно напечатать точку. Принцип обоих способов один и тот же: камера с печатной краской находится перед соплом. За счет уменьшения объема этой камеры печатная краска выходит из сопла.
Нанесение меток способом струйной печати ограничивает местоположение маркировочной надписи в пределах дорожки, вдоль которой бланк ценного документа перемещается под струйными головками, но при этом способе возникает возможность использования матричных или штриховых кодов и других нетрадиционных идентификаторов. Так как размеры струйных головок меньше, чем размеры печатной секции для нумерации, то их можно также устанавливать на существующих печатных машинах, так что они могут наносить идентификатор на обратную сторону основы.
Согласно еще одному предпочтительному варианту реализации по меньшей мере один из индивидуальных идентификаторов наносят на ценный документ способом высокой печати. К этому традиционному идентификатору затем добавляют один из описанных идентификаторов, наносимых бесконтактным способом.
Особенно предпочтительно, чтобы индивидуальные идентификаторы были нанесены на лицевую и обратную сторону с одной и той же стороны ценного документа. Таким образом может быть выполнен двухсторонний идентификатор с небольшими издержками на оборудование и низкими расходами на обслуживание. Предпочтительно, чтобы каждый из идентификаторов, наносимых на лицевую и обратную сторону ценного документа, читался в прямом направлении. Для этого, при необходимости, идентификаторы, наносимые с лицевой стороны, должны быть напечатаны зеркально отображенными так, чтобы они читались в прямом направлении при обзоре с обратной стороны.
Индивидуальная метка, в частности, содержит серийный номер, штриховой код или матричный код. Однако она может также содержать дополнительные графические элементы или дополнительный текст, например подпись или рукописный номер. Содержание метки может включать не только порядковые номера, но также другую информацию, например дату, время, место, обозначение партии или надписи специального назначения. По меньшей мере один из индивидуальных идентификаторов может быть также зашифрован в виде криптограммы или может содержать контрольную цифру или другие поправочные коды.
В частности, при использовании векторных лазерных кодировщиков идентификатор может занимать всю поверхность ценного документа или покрывать различные подучастки ценного документа. Он может быть выполнен в виде комбинации символов, расположенных по горизонтали или по вертикали, крестом, в виде матрицы, треугольника, волны, окружности или дуги (например, в углу банкноты) или иметь любую другую форму. Предпочтительно, чтобы по меньшей мере один из индивидуальных идентификаторов был нанесен в форме волны, окружности или дуги.
При нанесении маркировки с компьютерным управлением могут быть реализованы новые дополнительные эффекты при нумерации банкнот. Например, каждая из половинок цифры серийного номера может быть напечатана на двух пространственно разнесенных участках для записи, так что полностью считываемый серийный номер получается только после складывания банкноты надлежащим образом, в результате которого два участка для записи становятся прилегающими один к другому.
Изобретение также содержит способ изготовления ценного документа, имеющего индивидуальную метку, которую наносят по меньшей мере по одному разу на лицевую и на обратную сторону ценного документа. Здесь по меньшей мере одно из нанесений на лицевую и обратную сторону выполняют бесконтактным способом. Предпочтительно индивидуальные идентификаторы наносят на лицевую и обратную сторону ценного документа с одной и той же стороны ценного документа.
По меньшей мере один из индивидуальных идентификаторов предпочтительно наносят на ценный документ бесконтактным способом струйной печати. Как альтернатива или дополнительно к нему по меньшей мере один (дополнительный) из индивидуальных идентификаторов наносят посредством воздействия на ценный документ лазерного луча. Здесь параметры воздействия предпочтительно выбирают таким образом, чтобы созданный лазерным лучом идентификатор проявлял визуально заметное изменение цвета или контраста, в частности образовывал затемнение. При желании параметры воздействия могут также выбирать таким образом, чтобы идентификатор, созданный лазерным излучением, приобрел тактильно осязаемую рельефную структуру или чтобы идентификатор, созданный лазерным излучением, образовывал скрытое изображение, заметное только при использовании специальных средств или при особых условиях наблюдения.
В предпочтительном варианте реализации до облучения лазером на ценный документ наносят один или несколько слоев для записи, на которых выполняют один или несколько индивидуальных идентификаторов. Здесь в качестве слоя для записи могут наносить посредством перевода, в частности, печатный слой или многослойный элемент защиты.
В качестве лазера предпочтительно используют лазер инфракрасного диапазона с длиной волны в диапазоне от 0,8 до 3 мкм, в частности используют лазер на алюмоиттриевом гранате с неодимом (Nd:YAG).
Целесообразно, чтобы скорость ведения луча лазера по основе ценного документа во время нанесения меток была более 500 мм/с, предпочтительно более 1000 мм/с, особенно предпочтительно иметь скорость более 2000 мм/с, что обеспечит высокую скорость обработки при печати ценных документов.
Дальнейшие примеры реализации и преимущества данного изобретения описаны ниже со ссылками на чертежи, на которых для облегчения их понимания масштабы и пропорции не соблюдены.
На чертежах представлены:
На фиг.1 - схематическое изображение банкноты с двухсторонней нумерацией;
На фиг.2 - поперечное сечение банкноты согласно примеру реализации данного изобретения;
На фиг.3-5 - поперечные сечения банкнот согласно другим примерам реализации данного изобретения;
На фиг.6 - поперечное сечение основы банкноты, на примере которой проиллюстрировано нанесение метки на основу с обратной стороны;
На фиг.7 - банкнота согласно еще одному примеру реализации данного изобретения, в котором нанесенный лазером идентификатор присутствует наряду с традиционным номером;
Фиг.8 - банкнота согласно еще одному примеру реализации данного изобретения, на обратной стороне которой имеется нумерация, нанесенная способом струйной печати;
На фиг.9 и 10 - банкноты согласно другим примерам реализации данного изобретения, имеющие по меньшей мере одну тактильно осязаемую метку; каждая из банкнот представлена в разрезе;
На фиг.11 и 12 - банкноты согласно другим примерам реализации данного изобретения, на лицевой стороне которых имеется скрытое изображение; каждая из банкнот представлена в разрезе;
Фиг.13 - банкнота, содержащая совмещенное на просвет изображение, (а) - схема совмещенного на просвет изображения при наблюдении в проходящем свете и (b) структура слоев банкноты вдоль линии В-В;
Фиг.14 - схематическое изображение векторного лазерного кодировщика; и
Фиг.15 - схематическое изображение векторного лазерного кодировщика для выполнения надписи на бланке ценного документа.
Теперь будет приведено описание изобретения на примере банкноты. На фиг.1 представлено схематическое изображение банкноты 10, на лицевой стороне 12 и на обратной стороне 14 которой имеется нумерация 13 или 15 в форме серийного номера банкноты. Обе нумерации, 13 и 15, образуют один и тот же серийный номер; в данном примере реализации - это последовательность цифр «1234».
Как нумерация 13 на лицевой стороне, так и нумерация 15 на обратной стороне нанесены действием лазерного луча с лицевой стороны 12 банкноты, поэтому конструкторские затраты на двухстороннее нанесение номеров невелики. В представленном примере нумерация 13 на лицевой стороне образована затемненным участком на ценной бумаге банкноты 10. Нумерация 15 на обратной стороне образована участками, в которых удален металл, выполненными на металлической в остальных зонах вставке 16, например на переводном элементе или на метке с дифракционной оптической структурой, и, таким образом, благодаря высокой контрастности нумерация выделяется на фоне металлического покрытия.
2
Теперь будет приведено более точное описание структуры и способа изготовления банкноты 10 применительно к фиг.2. Банкнота 10 имеет, например, основу 20 из волокнистой бумаги, например бумаги из чисто хлопкового волокна или из смеси хлопковых и синтетических волокон. Однако также возможны банкноты, состоящие из полностью пластиковой пленки. Чтобы иметь возможность нанести на банкноту метки посредством облучения инфракрасным лазером, к бумажной основе 20 добавляют материал, поглощающий инфракрасное излучение; в данном примере реализации - это TiO, в результате чего на лицевой стороне 12 банкноты образуется участок 22 для записи. Для этой же цели на обратной стороне 14 банкноты 10 имеется поглощающий слой 24 для записи; в данном примере реализации - это голографическая вставка 16.
Для нанесения метки лицевую сторону 12 банкноты 10 подвергают воздействию излучения 26, 28 лазера инфракрасного диапазона, например воздействию импульсного или непрерывного излучения лазера на алюмоиттриевом гранате с неодимом. На участке 22 для записи лазерное излучение 26 поглощается добавленным поглотителем инфракрасного излучения, что вызывает локальное затемнение 30 основы. Используя соответствующий способ управления лучом, например управление направлением лазерного луча посредством компьютера, можно легко выполнить затемнение 30 в форме заданного серийного номера.
Поскольку бумажная основа 20, главным образом, прозрачна для излучения лазера на алюмоиттриевом гранате с неодимом, по крайней мере, при малой интенсивности лазерного излучения, то падающее излучение 28 лазера проходит (номер позиции 32) через основу 20 на участке слоя 24 для записи и поглощается только на обратной стороне 14 банкноты в слое 24 для записи. Металлический слой голографической вставки 16 локально разрушается лазерным излучением или, в любом случае, настолько изменяет свои оптические свойства, что для наблюдателя становится заметным локальное изменение 34 цвета или контрастности. Чтобы получить серийный номер 15, который с обратной стороны можно считать в прямом направлении, серийный номер прорисовывают с лицевой стороны зеркально-отображенным, что легко осуществить при компьютерном управлении лучом.
Еще в одном примере реализации на фиг.3 лицевая и обратная сторона банкноты 40 снабжены поглощающими слоями 42 и 44, например печатными слоями, причем к печатной краске этих слоев добавлены поглотители инфракрасного излучения. Так как здесь основа банкноты также проницаема для лазерного излучения, то цвет и/или контрастность обоих печатных слоев 42 и 44 могут быть изменены посредством облучения банкноты с лицевой стороны в форме надлежащей нумерации (позиции 46 и 48).
На фиг.4 представлено развитие примера реализации, изображенного на фиг.3, в котором на лицевой стороне банкноты имеется дополнительный слой 50 для записи, расположенный напротив слоя 44 для записи на обратной стороне на участке 52 перекрытия. На этом участке 52 перекрытия посредством лазера могут быть одновременно выполнены согласующиеся идентификаторы 54 в обоих слоях 44, 50 для записи.
Ясно, что для реализации этой цели слой 50 для записи должен быть сформирован таким образом, чтобы в этом слое 50 для записи поглощалась только часть лазерного излучения, а часть проходила сквозь основу на обратную сторону к слою 44 для записи. Естественно, участки слоев 44, 50 для записи могут иметь дополнительные идентификаторы вне участка 52 перекрытия, которые наносят по отдельности на лицевую и обратную сторону. Поскольку основным признаком идентификаторов 54 является то, что их очертания совмещены, попытка имитации при облучении банкноты с обратной стороны может быть легко распознана как подделка.
В варианте банкноты 60, представленном на фиг.5, участки 62, 64 для записи на лицевой стороне в основе 20 банкноты образованы добавлением небольшого количества сажи. Обратная сторона банкноты 60 имеет слой 66 для записи; в данном примере реализации - это серебряный трафаретный слой для записи. В зависимости от соответствующим образом выбранных параметров лазера при нанесении меток с лицевой стороны банкноты 60 может быть реализовано, чтобы только часть, а именно часть идентификатора 68 с обратной стороны, которая наносится посредством лазерного луча высокой мощности, одновременно проявлялась в виде затемнения 70 на лицевой стороне. В отличие от этого идентификатор 72 с обратной стороны, прорисовываемый лазером низкой энергии, не проявляется на лицевой стороне.
Хотя в примерах реализации, описанных до этого, метки на обратную сторону всегда наносились с использованием слоя для записи, идентификатор на обратной стороне может быть также образован и на участке для записи на бумажной основе, что описано применительно к фиг.6. Бумажная основа 20, к которой добавлены поглотители инфракрасного излучения, при облучении с лицевой стороны 12 темнеет на участке 80 для записи, расположенном на обратной стороне 14, когда два лазерных луча 82 и 84 или соответствующим образом расщепленный лазерный луч направляют на основу 20 под таким углом, чтобы два луча 82 и 84 перекрывали друг друга на участке 80 для записи на обратной стороне основы. За счет соответствующим образом выбранной интенсивности этих лучей может быть обеспечено, чтобы порог затемнения основы 20 был превышен только на участке 86 перекрытия двух лазерных лучей и, таким образом, это затемнение появляется только на участке 80 для записи на обратной стороне.
В примере реализации на фиг.7 первая нумерация 92 нанесена на лицевую сторону банкноты 90 традиционным способом высокой печати 96. Вторая нумерация 94 на обратной стороне также выполнена с лицевой стороны (позиция 38) векторным лазерным кодировщиком, т.е. все устройства, необходимые для нанесения номеров, могут быть размещены с лицевой стороны банкноты 90. Нанесенная лазером нумерация 94 остается невидимой с лицевой стороны банкноты, так как материал основы не реагирует на лазерное излучение или реагирует по меньшей мере не в той степени, чтобы проявлялась видимая метка.
Предпочтительно, чтобы нумератор высокой печати переключался с одного номера на другой не механическим образом, а скорее электрическим. При таком способе может быть обеспечено соответствие между нумерацией 92 на лицевой стороне и нумерацией 94 на обратной стороне посредством адресации через обычный компьютерный блок. Вместо нанесения номеров способом высокой печати нумерация 92 может быть также нанесена на лицевую сторону способом струйной печати.
На фиг.8 изображена банкнота 100 согласно другому примеру реализации данного изобретения, в котором основа банкноты снабжена нумерацией 102, нанесенной способом высокой или струйной печати с лицевой стороны (позиция 106), и нумерацией 104, нанесенной на обратную сторону банкноты способом струйной печати 108 с обратной стороны. Принимая во внимание несложную конструкцию головок струйной печати, расходы на оборудование устройства печати дополнительной струйной головкой для нанесения нумерации на обратную сторону будут экономически оправданы с точки зрения достигаемой при этом свободы проектирования. Нумерация на обратной стороне может быть также выполнена посредством облучения лазером с обратной стороны. Например, для реализации этого лазерное излучение с лицевой стороны может быть транслировано через оптический волновод на обратную сторону, так что при этом также достигают упомянутых преимуществ свободы адресации и разнообразия вариантов облучения.
В других вариантах реализации данного изобретения, первый из которых представлен на фиг.9, по меньшей мере один их индивидуальных идентификаторов имеет тактильно осязаемые метки 112, 114 с рельефной структурой, образованной в результате воздействия лазерного луча на основу 110 банкноты. Не затрудняясь подробными объяснениями, образование тактильно осязаемой метки можно пояснить надрывом клеевой поверхности основы 110 под действием лазерного излучения. Волокнистый композит разрыхляется и между волокнами возникают пустоты, вероятно, благодаря образующемуся газу. Таким образом локально формируется грубая волоконная сетка, которая ощутимо выступает над исходной поверхностью, но при этом продолжает быть связанной клеевым слоем. При прикосновении к такому выступу основы хорошо ощущается мягкий и почти бархатный рельеф.
Высоту тактильно осязаемой метки относительно поверхности можно варьировать в широком диапазоне посредством выбора параметров лазера, материала основы и скорости лазерного луча относительно банкноты во время облучения. Обычно выбирают высоту в диапазоне от 30 мкм до примерно 100 мкм. Дополнительно к формированию тактильно осязаемого выступа основы лазерное излучение может также вызывать изменение цвета, в частности затемнение основы, что изображено штриховкой на метке 114. Создается ли затемнение и, если создается, то какого тона, зависит от, помимо параметров лазера, прежде всего, от состава материала основы.
В данном примере реализации первая тактильно осязаемая метка 112 была образована под действием лазерного излучения низкой интенсивности, так что здесь затемнения основы не произошло. На участке слоя 116 для записи на обратной стороне было использовано лазерное излучение более высокой интенсивности, так что на основе был образован затемненный выступ 114 на лицевой стороне банкноты, а также локальное изменение 118 цвета и/или контрастности в слое 116 для записи на обратной стороне. Изменение цвета и/или контрастности в слое для записи предпочтительно является затемнением. Как альтернатива, под воздействием лазерного излучения участок 118 в слое 116 для записи может быть также высветлен.
Особенно эффективным является сочетание тактильно осязаемого выступа 122 основы с гладким слоем 124 для записи на лицевой стороне основы, как изображено в случае банкноты 120 на фиг.10. Гладкий слой 124 для записи может, например, представлять собой элемент в форме этикетки или полоски, причем эти элементы предпочтительно снабжены дифракционной оптической структурой с металлическим отражающим слоем. Ясно, что такой идентификатор на лицевой стороне может также сочетаться с противолежащим ему идентификатором на обратной стороне, например, благодаря наличию соответствующего слоя для записи на обратной стороне основы.
При такой обработке основы ценного документа обеспечена дополнительная степень защиты, поскольку при нанесении идентификатора на обратную сторону сквозь основу на лицевой стороне образуется скрытое изображение нанесенного идентификатора, которое может быть заметно только с применением специальных средств или при особых условиях наблюдения. Таким образом, подделка может быть обнаружена в результате проверки подлинности на втором, более высоком, уровне проверки.
На фиг.11 представлен соответствующий пример реализации данного изобретения, в котором банкнота 130 на лицевой стороне имеет слой 132 для записи и на обратной стороне - слой 134 для записи. При нанесении идентификатора 136 на обратную сторону инфракрасным лазером 138 одновременно меняются поляризационные свойства лицевой стороны основы на обрабатываемых участках 140, при этом не проявляется затемнение или другое легко заметное изменение цвета основы. Идентификатор, нанесенный на обратную сторону, можно затем увидеть с лицевой стороны при наблюдении через поляризационный фильтр.
Посредством нанесения дополнительного детекторного слоя 142 на лицевую сторону основы, как изображено на фиг.12, могут быть использованы многочисленные эффекты распознавания изображения, применяемые в судебной экспертизе. Например, детекторный слой 142 может содержать термопластичный материал с небольшой добавкой поглотителя инфракрасного излучения. Тогда, если лазер создает метку на обратной стороне банкноты, то в детекторном слое 142 возникают соответствующие гладкие участки, которые могут быть заметны под микроскопом или при наклоне банкноты на определенный угол. В другом примере реализации детекторный слой может содержать люминесцентную, в частности флуоресцентную, краску, люминесцентные свойства которой локально могут быть нарушены в результате воздействия лазерного излучения.
В примере реализации на фиг.13 представлена банкнота 150, содержащая совмещенное на просвет изображение 152, при котором на обеих сторонах банкноты 150 заметно только по одной части нанесенного с промежутками изображения идентификатора, а идентификатор целиком может быть виден только при наблюдении насквозь в проходящем свете. На фиг.13(а) схематически представлено совмещенное на просвет изображение 152, видимое при наблюдении в проходящем свете, а части изображения, наблюдаемые при обзоре с лицевой и обратной стороны, обозначены различными штриховками. На фиг.13(b) проиллюстрирована структура слоев совмещенного изображения при поперечном сечении банкноты вдоль линии В-В.
Чтобы изготовить совмещенное на просвет изображение 152, сначала на обратную сторону банкноты наносят поглощающий и непрозрачный покровный слой 154, например металлический или непрозрачный печатный слой. Непрозрачный покровный слой 154 частично удаляют или превращают в прозрачную модификацию посредством облучения банкноты с лицевой стороны, так что на обратной стороне остаются только подучастки 156 покровного слоя 154.
Затем лицевую сторону банкноты обрабатывают лазерным излучением высокой интенсивности, в результате чего на лицевой стороне образуются видимые и, при необходимости, также тактильно осязаемые участки 158 идентификатора. Очертания участков 156 и 158 идентификатора согласованы таким образом, что при наблюдении в проходящем свете вместе они составляют заданный идентификатор; в данном примере реализации - это цифра «1». Так как оба участка 156, 158 идентификатора выполнены одним и тем же лазерным лучом, то совмещение является идеальным и, таким образом, обладает высокой степенью защиты. Кроме того, особенно в случае тактильно осязаемых идентификаторов, можно ясно отличить, что идентификатор был нанесен посредством лазерного излучения.
На фиг.14 схематически изображена сканирующая головка 200 векторного лазерного кодировщика, посредством которого на основу 202 наносят серийный номер 204. Основа 202 может быть ценным документом, который уже полностью вырезан, листом с многочисленными бланками ценного документа или ценной бумагой непрерывного формата.
Инфракрасный луч 206 лазера отклоняют двумя подвижными зеркалами 208, причем одно зеркало вызывает отклонение в направлении x, а другое зеркало - в направлении y. Плоская линза 210 фокусирует лазерный луч 206 на основе 202, на которую посредством него наносят описанным выше образом идентификатор на лицевую и/или обратную сторону, здесь - это серийный номер 204. Основа 202 перемещается в процессе нанесения метки с определенной скоростью v. Эту скорость измеряют датчиками и передают в компьютер для управления перемещениями зеркал 208 с тем, чтобы компенсировать скорость основы v в процессе обработки. Таким образом, этот способ нанесения меток может быть использован особенно предпочтительно для бесконтактного нанесения меток на ценные документы, которые обрабатывают с высокой скоростью, как это обычно происходит в типографиях.
Метки могут быть нанесены на основу 202 также другим способом, например с использованием матрицы точечно появляющихся лазерных лучей или с использованием лучей повышенного сечения, частично перекрываемых трафаретом. Такие трафареты можно автоматически менять в процессе применения. Если невозможно или нежелательно направлять излучение вдоль направления скорости основы, то можно также наносить метки на движущиеся основы, выбирая короткое время экспозиции. Возможно также управление лучом с использованием многоугольных зеркал.
2
В зависимости от используемой основы в качестве источников излучения могут использовать углекислотные (СO) лазеры, лазеры на алюмоиттриевом гранате с неодимом (Nd:YAG) или лазеры других типов, излучающие в диапазоне длин волн от ультрафиолетового до дальнего инфракрасного участка спектра, причем часто преимущественно также применяют лазеры с удвоенной или с утроенной частотой. Однако предпочтительно использовать лазерные источники ближней инфракрасной области спектра, так как этот волновой диапазон хорошо соответствует области поглощения используемых основ и печатных красок. В зависимости от назначения размер пятна, образуемого лазерным лучом, можно варьировать от нескольких микрон до нескольких миллиметров, например, меняя расстояния между плоской линзой 210 и основой 202.
Выходная мощность непрерывной генерации используемого обычно лазерного кодировщика находится в диапазоне от нескольких ватт до нескольких сотен ватт. Лазеры на алюмоиттриевом гранате с неодимом (Nd:YAG) могут работать как на лазерных диодах, производя низкую суммарную выходную мощность, при небольших размерах конструкции и высоком качестве излучения, так и на лампах накачки, вырабатывая высокую выходную мощность. Чтобы не уменьшать скорость промышленной линии по производству ценных документов, метки предпочтительно наносят с использованием гальванометров, движущихся с очень высокой скоростью, которые могут вести луч по основе со скоростью свыше 1000 мм/с, предпочтительно до 4000 мм/с. При таких скоростях только небольшая доля энергии попадает на основу или на покрытие на каждом участке, поэтому предпочтительно использовать лазеры на алюмоиттриевом гранате с неодимом на лампах накачки с выходной мощностью около 100 ватт.
Посредством изменения параметров нанесения, например, изменяя выходную мощность лазера, время экспозиции, размер пятна, скорость нанесения, рабочую моду лазера и т.п., результаты нанесения можно варьировать в широком диапазоне. Например, можно соответствующим образом изменять высоту тактильно осязаемых меток, создаваемых лазером. Предпочтительно, чтобы высота тактильно осязаемых меток составляла от 30 до 100 мкм. Аналогичным образом, состав бумажной основы предпочтительно выбирают в соответствии с используемым лазерным излучением или с выходной мощностью используемого лазера.
Такие идентификаторы выполняют, например, посредством лазера на алюмоиттриевом гранате с неодимом (Nd:YAG), имеющим длину волны основной моды 1064 нм, среднюю выходную мощность 26 Вт и частоту модуляции 8 кГц. Диаметр лазерного луча на основе (размер пятна) составляет примерно 100 мкм, а скорость движения лазерного луча по поверхности основы составляет 250-4000 мм/с. Характерная высота тактильно осязаемого идентификатора, сформированного при таких параметрах, лежит в диапазоне 30-80 мкм. В отдельных случаях, т.е., в частности, при малых скоростях движения, могут быть также достигнуты значительно более высокие значения, например, при скорости 250 мм/с - высота более 100 мкм. Ширина меток обычно лежит в диапазоне от 0,2 до 0,6 мм.
2
2
Для каландрированной хлопчатовеленевой бумаги с плотностью 90 г/м при скорости воздействия, например, 330 мм/с получают тактильно осязаемые метки со средней высотой рельефа 70 мкм и шириной линий примерно 500 мкм. При скорости воздействия 675 мм/с при такой же ширине линий достигаемая высота рельефа составляет всего 40 мкм. Для бумаги, состоящей из смеси хлопчатых и пластиковых волокон при доле пластиковых волокон 12,5% от общего веса и поверхностной плотности 90 г/м (т.н. бумага Synthek), размеры меток, создаваемых при скорости 250 мм/с, следующие: средняя высота 65 мкм и средняя ширина примерно 0,5 мм. При увеличении скорости движения до 1000 мм/с размеры составили: средняя высота 35 мкм и средняя ширина 0,3 мм.
На фиг.15 изображен лазерный кодировщик 220, в котором имеется лист 222, на котором множеством лазеров одновременно выполняют идентификаторы согласно данному изобретению. В представленном случае лист 222 имеет шесть столбцов и шесть строк, так что на этом листе располагается 36 отдельных бланков 224 ценных документов. Для каждого столбца над печатным листом 222 находится лазерная трубка 226, которая вместе с соединенной с ней сканирующей головкой 228 выполняет на каждом отдельном бланке 224, расположенном в этом столбце, идентификаторы согласно данному изобретению. При использовании такой конфигурации можно значительно повысить скорость обработки, так как отдельный луч лазера не нужно перемещать через весь печатный лист, а требуется только одно перемещение по печатному листу вдоль столбцов. Нанесение надписей на отдельных бланках осуществляют, как описано применительно к фиг.14, за счет отклонения лазерного излучения зеркалами, находящимися в сканирующих головках 228.