НОСИТЕЛЬ ДАННЫХ С ПОЛУТОНОВЫМ ИЗОБРАЖЕНИЕМ
DATA MEDIUM WITH HALFTONE IMAGE

Настоящее изобретение относится к носителю данных с полутоновым изображением, выполненным способом глубокой печати, содержащим напечатанные фрагменты участка определенного тона, причем по меньшей мере три фрагмента участка выполнены с различными тонами. Настоящее изобретение также относится к печатной форме для глубокой печати и способу глубокой печати для печати полутоновых изображений, имеющих три или более различных тона, и способу изготовления таких печатных форм для глубокой печати.
Носителем данных в контексте настоящего изобретения являются, в частности, защитные или ценные документы, например банкноты, паспорта, удостоверения личности, чековые бланки, акции, сертификаты, марки, ваучеры, авиабилеты и подобные им, а также этикетки, печати, упаковка и другие элементы защиты товаров. В дальнейшем термин «носитель данных» охватывает все подобные документы и средства защиты товаров.
Обычно защитные и ценные документы, коммерческая или потребительская ценность которых намного превышает их материальную ценность, помечают при помощи соответствующих средств, что позволяет установить их подлинность и отличить от имитаций и подделок. Для этого их, как правило, снабжают специальными элементами защиты, которые практически невозможно сымитировать, или только лишь с большим трудом, и которые не поддаются подделке.
В прошлом были признаны удачными особенно такие элементы защиты, которые могут быть опознаны наблюдателем и признаны подлинными без вспомогательных средств, но в то же время могут быть изготовлены только при наличии технического и финансового обеспечения высокого уровня. Это относится, например, к водяным знакам, которые могут быть выполнены на носителе данных только на этапе изготовления бумаги, или к изображениям, выполненным способом глубокой печати, которые характерным образом легко различимы на ощупь даже для неспециалиста, и не могут быть воспроизведены другим способом печати и, особенно, при помощи копировальных аппаратов или сканеров.
Технология штриховой или глубокой печати, в частности технология металлографской печати, имеет большое значение для печати носителей данных, особенно ценных бумаг, например банкнот и подобных им. Глубокая печать отличается тем, что в печатных формах выполняют линейные углубления, формирующие изображения. Таким образом, участки печатных форм, с которых переносится краска, представляют собой углубления на поверхности печатных форм. Эти углубления выполняют посредством соответствующего гравировального инструмента или посредством травления. При механическом изготовлении печатных форм глубокой печати формируют более широкую линию с возрастающей глубиной гравировки, что является следствием обычно конической формы гравировального инструмента. Кроме того, способность гравированных линий поглощать печатную краску и, следовательно, степень непрозрачности напечатанной линии повышается с повышением глубины гравировки.
При изготовлении печатных форм посредством травления не печатающие участки печатных форм покрывают химически инертным покрытием. При последующем травлении образуется гравировка на открытых участках поверхности печатной формы, причем глубина гравированных линий зависит в первую очередь от времени травления.
Непосредственно перед процессом печати на гравированную печатную форму наносят печатную краску пастообразной консистенции, и избыток печатной краски удаляют с поверхности печатной формы при помощи ракельного ножа или обтирочного цилиндра, так что печатная краска остается только в углублениях. После этого к печатной форме, а, значит, также и к заполненным печатной краской углублениям печатной платы прижимают основу, обычно бумагу, а затем ее убирают, при этом печатная краска выходит из углублений печатной пластины, прилипает к поверхности основы и образует на ней печатное изображение. Если используют прозрачные печатные краски, то тон окраски определяется толщиной красящего слоя. Таким образом, при печати на белом носителе данных слоя печатной краски малой толщины получают светлый тон, а при печати толстого слоя печатной краски - более темный тон. В свою очередь толщина слоя краски зависит до некоторой степени от глубины гравировки.
Способ штриховой глубокой печати позволяет наносить на носитель данных слои печатной краски довольно большой толщины по сравнению с другими обычными способами печати, например с офсетной печатью. Сравнительно толстый слой печатной краски, нанесенный при штриховой глубокой печати, в сочетании с частичной деформацией поверхности бумаги, возникшей при прижимании гравированной поверхности печатной формы, легко ощущается на ощупь даже неспециалистом и, следовательно, благодаря тактильно осязаемой структуре без труда определяется как признак подлинности. Эта тактильно осязаемая структура не может быть сымитирована копировальным аппаратом, поэтому глубокая печать обеспечивает значительную защиту от подделки.
Однако обычный способ штриховой глубокой печати имеет тот недостаток, что тактильно осязаемая структура изображения и единовременная печать на всей поверхности не могут быть реализованы в ходе одной операции печати. Для устранения этого недостатка в публикации WO 03/052702 было предложено снабжать носитель данных полутоновым изображением, выполненным способом глубокой печати и содержащим непосредственно примыкающие к нему пропечатанные участки поверхности, занимающие, по меньшей мере, часть участка изображения, при этом участки поверхности имеют определенный тон и, по меньшей мере, часть участка изображения обладает тактильно осязаемой структурой. Здесь термин «полутоновое изображение» относится, как и в настоящем описании, к изображению, имеющему промежуточные тона между самыми светлыми и самыми темными участками изображения. Если речь идет о черно-белом изображении, то под «тоном», как обычно, понимается величина тона по шкале серого - от белого до черного. Однако настоящее изобретение относится не только к черно-белому полутоновому изображению, содержащему ахроматические цвета, а именно белый, черный и серый, но также к одно- и многоцветным полутоновым изображениям, включая так называемые хроматические печатные краски. В случае хроматических полутоновых изображений под «тоном» понимается величина яркости данного конкретного цвета.
Для выполнения такого изображения согласно WO 03/052702 А2 оригинал, например портрет, разделяют на участки поверхности в зависимости от полутона и отдельным тонам или группам тонов согласно используемой печатной краске ставят в соответствие различную глубину гравировки изготавливаемой печатной формы. Здесь тона оригинала переводят в соответствующие величины глубины гравировки, при этом глубина гравировки для воспроизведения определенного тона может варьироваться от одной печатной краски к другой.
Исходя из вышесказанного целью настоящего изобретения является создание носителя данных, имеющего высокую степень защиты от подделки и снабженного выполненным способом глубокой печати полутоновым изображением, которое может иметь большое количество полутонов.
Этой цели достигают посредством носителя данных, имеющего признаки, раскрытые в независимом пункте формулы. Способ глубокой печати и печатная форма для глубокой печати для изготовления носителя данных согласно настоящему изобретению и способ изготовления такой печатной формы раскрыты в пунктах формулы, объединенных единым изобретательским замыслом. Варианты развития настоящего изобретения являются предметом зависимых пунктов.
Согласно настоящему изобретению в носителе данных описанного выше типа один или несколько напечатанных тонов образованы посредством напечатанных фрагментов участка, которые видимы невооруженным глазом как полностью пропечатанные, но имеют определенную долю не пропечатанных белых участков. Посредством использования таких белых участков может быть существенно повышено число возможных полутонов и, в то же время, достигается избирательная регулировка полутонов.
Например, если выполняют три различных глубины гравировки, при использовании различного количества белого могут быть легко реализованы восемь различных тонов, которых уже достаточно для воспроизведения исключительно реалистичных полутоновых изображений, например портретов. Кроме того, было показано, что использование белых участков согласно настоящему изобретению приводит к стабилизации цветового тона напечатанных фрагментов участка, что является само по себе значительным преимуществом, в частности, при использовании печатных красок с малой прозрачностью.
В предпочтительном варианте реализации предусмотрено, что не пропечатанные белые участки по меньшей мере одного из различных тонов образованы группой параллельных белых линий. В качестве альтернативы или дополнительно согласно другому, также предпочтительному варианту реализации, не пропечатанные белые участки по меньшей мере одного из различных тонов образованы правильной решеткой из перекрещивающихся линий. Здесь белые участки образованы, например, ромбообразными промежутками, находящимися между двумя пересекающимися группами параллельных напечатанных линий.
Согласно другому предпочтительному варианту реализации изобретения не пропечатанные белые участки по меньшей мере одного из различных тонов образуют скрытый информационный элемент, например узор или строку символов. Наличие такого дополнительного информационного элемента, микроструктура которого образует изображение, незаметное для невооруженного глаза, дополнительно повышает степень защиты от подделки носителя данных. Здесь информационный элемент белых участков может быть представлен в виде информации в форме позитивного или негативного изображения. Он также может быть выполнен только на фрагменте участка полутонового изображения.
Предпочтительно по меньшей мере один из напечатанных фрагментов участка является тактильно осязаемым или содержит тактильно осязаемый структурный элемент и, таким образом, обеспечивает эффективную защиту от имитации, например, посредством копирования.
Размер не пропечатанных белых участков по меньшей мере в одном измерении составляет менее 100 мкм, предпочтительно менее 80 мкм, в частности предпочтительно менее 60 мкм, еще более предпочтительно менее 40 мкм и особенно более предпочтительно менее 20 мкм. Для удовлетворения этим требованиям белые участки могут представлять собой, например, линии шириной менее 100 мкм (или менее 80 мкм, или 60 мкм, или 40 мкм, или 20 мкм) или быть образованы участками поверхности любой формы, поверхностные размеры которых составляют менее 100 мкм×100 мкм (или менее 80 мкм×80 мкм, или 60 мкм×60 мкм, или 40 мкм×40 мкм, или 20 мкм×20 мкм).
В предпочтительном варианте реализации по меньшей мере шесть, например восемь, фрагментов участка имеют различные тона и каждый их них образован напечатанным фрагментом участка, кажущимся полностью пропечатанным для невооруженного глаза и имеющим определенную долю не пропечатанных белых участков. При таком высоком разрешении по тонам при глубокой печати может быть достигнуто почти фотореалистичное воспроизведение.
Фрагменты участка полутонового изображения могут быть, в частности, образованы сеткой, наложенной на первоначальное полутоновое изображение, как описано в международной заявке WO 03/052702. Также полутоновое изображение, как описано в WO 03/052702, может иметь дополнительный тактильно осязаемый структурный элемент или, по меньшей мере, на фрагментах участка на него могут быть наложены микроструктуры, которые влияют на его внешний вид и имеют различную ориентацию на отдельных фрагментах участка. В WO 03/052702 также раскрыты различные варианты переноса первоначального оригинала на изображение глубокой печати, которые также могут быть использованы в настоящем изобретении. В отношении упомянутых объектов описание WO 03/052702 включено здесь в качестве ссылки.
Настоящее изобретение далее раскрывает форму для глубокой печати для печати полутоновых изображений, имеющую на поверхности печатной формы по меньшей мере три различных гравированных зоны, предназначенные для печати различных тонов. Здесь одна или более из по меньшей мере трех гравированных зон имеет определенную долю не печатающих белых участков, образованных находящимися на уровне поверхности печатной формы пятнами, размеры которых по меньшей мере в одном измерении лежат ниже пределов восприятия невооруженного глаза.
Предпочтительно не печатающие белые участки по меньшей мере одной гравированной зоны данной печатной формы образованы группой параллельных гравированных линий, интервал между которыми больше ширины линии гравированных линий. Здесь под интервалом понимается не сам не печатающий промежуток между гравированными линиями, а, скорее, расстояние, например, от левой боковой границы одной гравированной линии до левой боковой границы следующей гравированной линии. В качестве альтернативы или дополнительно не печатающие белые участки по меньшей мере одной из гравированных зон могут быть также образованы двумя пересекающимися под углом группами гравированных линий, параллельных внутри группы. Здесь также интервал между гравированными линиями каждой группы больше ширины линии гравированных линий, в результате чего образуются ромбообразные белые участки. Предпочтительно две группы пересекаются под углом, составляющим от 40° до 80°, предпочтительно от 50° до 70°, например около 60°.
Гравированные линии формы для глубокой печати или напечатанные линии предпочтительно имеют ширину менее 60 мкм, более предпочтительно менее 50 мкм, особенно предпочтительно менее 30 мкм.
Согласно варианту развития изобретения не печатающие белые участки по меньшей мере одной гравированной зоны образуют скрытый информационный элемент, например узор или строку символов, что дополнительно повышает степень защиты от подделки выполняемых полутоновых изображений. Здесь скрытый информационный элемент может быть представлен в виде информации в форме позитивного или негативного изображения и может также находиться только на фрагменте участка полутонового изображения.
Пятна белых участков, лежащие на уровне поверхности печатной формы, предпочтительно проходят в глубину печатной формы под прилежащим углом α, составляющим от 15° до 60°, предпочтительно от 30° до 50°, относительно нормали к поверхности печатной формы. Предпочтительно по меньшей мере одна из гравированных зон имеет базовый участок с базовой формой шероховатостей, например такой, которая может быть изготовлена согласно способу, раскрытому в публикации WO 97/48555.
Настоящее изобретение также раскрывает способ изготовления печатной формы глубокой печати для печати полутоновых изображений, имеющих три или более различных тона, содержащий следующие шаги:
- берут печатную форму, имеющую поверхность печатной формы,
- выполняют гравировку по меньшей мере трех различных зон печатной формы, причем в одной или более зонах из этих трех зон оставляют определенную долю не печатающих белых участков, образованных находящимися на уровне поверхности печатной формы пятнами, размеры которых по меньшей мере в одном измерении лежат за пределом чувствительности невооруженного глаза.
Пятна белых участков, лежащие на уровне поверхности печатной формы, предпочтительно выполняют таким образом, что они проходят в глубину печатной формы под прилежащим углом α, составляющим от 15° до 60°, предпочтительно от 30° до 50°, относительно нормали к поверхности печатной формы. Здесь для гравировки предпочтительно используют гравировальный инструмент, имеющий прилежащий угол α.
Предпочтительно печатную форму для глубокой печати согласно настоящему изобретению изготавливают путем гравировки резцом, особенно предпочтительное быстро вращающимся резцом конической формы, раскрытым в публикации WO 97/48555. Таким образом могут быть выполнены особенно красочные полутоновые изображения, т.е., например, монохромные голубые или красные полутоновые изображения ярких интенсивных цветов, в которых нет следов серых или коричневых примесей для различных оттенков тона. Однако, по существу, гравировку также можно выполнять посредством гравировки лазером или травления или другим подходящим способом абразивной обработки.
При использовании способа глубокой печати, в частности способа металлографской печати, для печати полутоновых изображений согласно настоящему изобретению достигается характерный отпечаток и рельефное изображение, которое легко распознается даже неспециалистом и не может быть воспроизведено другим обычным способом печати. Таким образом, технология глубокой печати и новое техническое решение, раскрытое здесь, являются особенно подходящими для печати ценных или относящихся к защитным носителям данных, например защитных или ценных документов, которые должны отвечать высоким требованиям в отношении защищенности от подделки.
Дальнейшие примеры реализации и преимущества настоящего изобретения будут описаны далее со ссылками на чертежи, на которых для облегчения понимания масштабы и пропорции не соблюдены.
На чертежах представлены:
На фиг.1 - схематическое изображение банкноты с выполненным способом высокой печати полутоновым изображением согласно примеру реализации настоящего изобретения,
На фиг.2 - вид в поперечном разрезе фрагмента банкноты, представленной на фиг.1, на участке полутонового изображения,
На фиг.3 - соответствующий фрагмент профиля печатной формы для глубокой печати, используемой для изготовления полутонового изображения, согласно фиг.2, также согласно примеру реализации изобретения, и
На фиг.4 на (а)-(е)- различные виды сверху фрагментов участка носителя данных, напечатанного согласно настоящему изобретению, при наблюдении при помощи лупы или микроскопа.
Настоящее изобретение раскрыто на примере банкноты. На фиг.1 изображена банкнота 10 с выполненным способом глубокой печати полутоновым изображением 12, которое схематически представлено на чертеже черно-белым портретом. Обычно все изображение банкноты представляет собой суперпозицию нескольких изображений, выполненных различными способами печати. Дополнительно или вместо портрета 12 может быть выполнен еще один графический мотив 14, который также может быть выполнен как полутоновое изображение глубокой печати согласно настоящему изобретению. В последнем случае портрет 12 может быть также выполнен обычной глубокой печатью.
Кроме того, банкнота 10 может иметь узор 16, выполненный офсетной печатью, например гильоширный узор из равномерно переплетенных линий или другой узор тонкой структуры, а серийный номер 18 напечатан способом высокой печати. Также могут иметься зоны, выполненные способом трафаретной печати или другим способом печати.
На фиг.2 представлен с иллюстративной целью вид в поперечном разрезе фрагмента банкноты 10 на участке полутонового изображения 12 глубокой печати. На изображенном фрагменте представлена бумага 20 банкноты, деформированная контактным давлением, приложенным в процессе печати, имеющая углубления 22 на тыльной стороне банкноты и возвышения 24 на фронтальной стороне банкноты. На напечатанных фрагментах 26 и 28 участка, только некоторая часть которых изображена на чертеже, каждое из возвышений 24 покрыто слоями 36 и 38 печатной краски, которая была поглощена в процессе печати из гравированных зон 46 и 48 (фиг.3) печатной формы 40.
Первый фрагмент 26 участка покрыт слоем 36 печатной краски определенной толщины D слоя печатной краски и на полутоновом изображении 12 виден в первом тоне, определяемом вязкостью печатной краски и используемой бумагой банкноты.
Второй напечатанный фрагмент 28 участка покрыт слоем 38 краски, имеющим ту же толщину D, что и слой 36 краски первого фрагмента 26 участка. Однако в противоположность первому фрагменту участка изображение второго фрагмента 28 участка образовано с наличием определенной доли не пропечатанных белых участков W. Размеры белых участков W по меньшей мере в одном измерении лежат ниже порога восприятия невооруженного глаза, так что они не могут быть видны без вспомогательных средств.
Таким образом, второй напечатанный фрагмент 28 участка для невооруженного глаза кажется однородной, полностью пропечатанной поверхностью. Однако благодаря наличию доли белого он выглядит на полутоновом изображении 12, несмотря на одинаковую толщину D слоя печатной краски, как имеющий второй тон, который светлее первого тона фрагмента 26 участка.
Таким образом, если толщина слоя печатной краски постоянна, то для задания каждого из нескольких тонов может быть использовано определенная доля белого, причем каждый из этих тонов будет последовательно приближаться по яркости к непрерывному слою 36 печатной краски первого фрагмента 26 участка. Следовательно, посредством комбинирования слоев печатной краски с различной толщиной D и с различной долей белого может быть получено множество тонов между «белым» и «черным» (или тона, охватывающие весь диапазон используемой печатной краски). Следует понимать, что полутоновое изображение не обязательно должно содержать тон, представленный покрывающим всю поверхность слоем 36 печатной краски. Скорее предпочтительно на нем будут представлены все имеющиеся тона с использованием фрагментов участков с определенной долей белого.
На фиг.3 представлен фрагмент профиля соответствующей печатной формы 40, которая соответствует иллюстрации на фиг.2. На поверхности 42 печатной формы выполнены путем гравировки первый гравированный участок 46 и второй гравированный участок 48, каждый из которых имеет одну и ту же глубину Т гравировки. В то время, как первый гравированный участок 46 образован как непрерывный и, следовательно, в процессе печати он приводит в формированию непрерывного слоя 36 печатной краски, второй гравированный участок 48 снабжен достигающими поверхности 42 печатной формы перегородками 50, грани 52 которых, лежащие на поверхности 42 печатной формы, формируют не отпечатанные белые участки.
Перегородки 50 проходят от граней 52, лежащих на поверхности 42 печатной формы, вглубь печатной формы под прилежащим углом α, который, по существу, определяется используемым гравировальным инструментом. В данном примере реализации гравированные участки печатной формы 40 глубокой печати выгравированы с помощью вращающегося резца, прилежащий угол которого соответствует образующемуся прилежащему углу при перегородках 50.
Для выполнения при той же глубине гравировки различных белых участков или различной доли белого гравировальное приспособление можно вести по различным для различных фрагментов участка траекториям. На фиг.4 (а)-(е) изображены различные примеры реализации этих вариантов. В каждом случае представлен вид сверху равномерно напечатанного фрагмента участка носителя данных, наблюдаемого при помощи линзы или микроскопа.
На фиг.4 (а) изображен первый фрагмент 60, для которого соответствующая печатная форма глубокой печати содержит группу параллельных гравированных линий, интервал между которыми больше ширины линии для гравированных линий. В данном примере реализации выполнены, например, при глубине гравировки 15 мкм гравированные линии шириной около 30 мкм с интервалом 60 мкм. В результате этого на данном изображении будут сравнительно светлые фрагменты участка, которые кажутся для невооруженного глаза полностью пропечатанными, а при наблюдении при помощи лупы или микроскопа будет видна структура, изображенная на фиг.4 (а), содержащая группу параллельных гравированных линий 62 и лежащих между ними параллельных белых линий 64.
Очень хорошие результаты могут быть получены при использовании перекрещивающейся решетки, например, которая образована двумя группами параллельных гравированных линий, пересекающихся под определенным углом β. На фрагменте 70 фиг.4 (b) пересекающиеся группы 72 линий образуют на изображении малые ромбообразные белые участки 74. На соответствующей печатной пластине глубокой печати пересекающиеся гравированные линии оставляют малые пеньки пирамидальной формы, которые достигают поверхности печатной формы, не печатающая верхняя поверхность которых в процессе глубокой печати приводит к формированию именно таких ромбообразных участков 74, которые здесь изображены.
Гравированные линии печатной формы не обязательно должны быть прямыми, что проиллюстрировано на фрагменте 80, представленном на фиг.4 (с), где изображены две пересекающихся группы 82 искривленных прямых и ограниченные им белые участки 84.
Белые участки также могут иметь форму скрытого элемента информации или строки символов, которые можно обнаружить лишь при надлежащем увеличении. Лишь в качестве примера фрагменты 90 и 94 фиг.4 (d) и (е) иллюстрируют простые варианты такого конструктивного исполнения, на которых белые участки в форме буквы «D» образуют информацию в виде позитивного изображения (номер позиции 92, фиг.4(d)) или информацию в виде негативного изображения (номер позиции 96, фиг.4(е)). Здесь различные тона также могут быть заданы при помощи задания ширины линии гравированных линий и/или промежутка отдельного информационного элемента (здесь - буквы «D»). Этим способом в изображение, разумеется, также могут быть введены существенно более сложные информационные элементы.