DE10326698A1

DE10326698A1 - Testing electrical conductivity and / or magnetic properties of security elements in security documents

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Publication number: DE10326698A1
Application number: DE10326698A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr. Heim
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Priority date: 2003-06-13
Filing date: 2003-06-13
Publication date: 2004-12-30
Also published as: WO2004111952A1

Abstract

Ein Verfahren und eine Anordnung zur Prüfung der elektrischen Leitfähigkeit und/oder der magnetischen Eigenschaften eines mit einem Substrat eines Sicherheitsdokuments verbundenen Sicherheitselements sieht vor, dass die Prüfung während des Herstellungsprozesses des Sicherheitselements bzw. Sicherheitsdokuments erfolgt. Im Speziellen kann die Prüfung dann erfolgen, wenn das Sicherheitselement mit dem Substrat des Sicherheitsdokuments verbunden wird oder im unmittelbaren Anschluss daran, bevor das Substrat weiterverarbeitet oder zwischengelagert wird (In-Line-Prüfung). Dadurch lässt sich im Vergleich zu einer Off-Line-Prüfung eine wesentlich größere Prüfdichte des produzierten Materials erzielen.A method and an arrangement for checking the electrical conductivity and / or the magnetic properties of a security element connected to a substrate of a security document provides that the check is carried out during the manufacturing process of the security element or security document. In particular, the check can be carried out if the security element is connected to the substrate of the security document or immediately afterwards, before the substrate is further processed or temporarily stored (in-line check). In this way, compared to an off-line test, a significantly higher test density of the material produced can be achieved.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Prüfen der elektrischen Leitfähigkeit und/oder der magnetischen Eigenschaften eines mit einem Substrat eines Sicherheitsdokuments verbundenen Sicherheitselements mittels mindestens eines Leitfähigkeits- und/oder Magnetsensors.The The invention relates to a method and an arrangement for testing the electrical conductivity and / or the magnetic properties of a with a substrate of a security document connected security elements by means of at least one conductivity and / or magnetic sensor.

Sicherheitsdokumente im Sinne der Erfindung sind insbesondere Banknoten, Schecks, Aktien, Pässe, Personalausweise, Ausweiskarten, Scheckkarten, Kreditkarten, Fahrkarten sowie Sicherheitsanhänger und -aufkleber zur Applikation an Waren. Sicherheitsdokumente bestehen typischerweise aus Papier und/oder Kunststoff.security documents For the purposes of the invention, banknotes, checks, shares, passports, ID cards, ID cards, check cards, credit cards, tickets as well as security tags and stickers for application to goods. Security documents exist typically made of paper and / or plastic.

Sicherheitselemente mit elektrisch leitfähigen und/oder magnetischen Sicherheitsmerkmalen, anhand derer die Echtheit der damit ausgestatteten Sicherheitsdokumente überprüfbar ist, können in vielfältiger Weise mit dem Substrat des Sicherheitsdokuments verbunden sein, beispielsweise in Form von in das Substrat integrierten Sicherheitsfäden, auf das Substrat applizierten Sicherheitsstreifen oder als vollflächiger oder strukturierter Aufdruck, wobei die verwendete Druckfarbe die gewünschten elektrisch leitfähigen und/oder magnetischen Eigenschaften besitzt.security elements with electrically conductive and / or magnetic security features, based on which the authenticity The security documents equipped with it can be checked in many different ways be connected to the substrate of the security document, for example in the form of security threads integrated into the substrate onto which Applied security strips or as a full surface or structured printing, the printing ink used the desired electrically conductive and / or has magnetic properties.

Bevor die Sicherheitsdokumente in Umlauf gebracht werden, werden sie mittels geeigneter Magnet- und/oder Leitfähigkeitssensoren auf das Vorhandensein der Sicherheitsmerkmale geprüft. Im Falle von Banknoten erfolgt die Prüfung beispielsweise an den fertig bedruckten Bögen, bevor diese in individuelle Noten aufgeteilt werden. Stellvertretend für eine Vielzahl dafür geeigneter Sensoren sei hier auf die DE 195 18 228 C2 verwiesen.Before the security documents are put into circulation, they are checked for the presence of the security features by means of suitable magnetic and / or conductivity sensors. In the case of banknotes, for example, the check is carried out on the printed sheets before they are divided into individual notes. Representing a large number of suitable sensors, here is the DE 195 18 228 C2 directed.

Die bekannten Prüfverfahren sind jedoch sehr zeitaufwendig, so dass nur ein minimaler Anteil der wirklichen Produktionsmenge stichprobenartig erfasst werden kann. Im Falle von Banknoten, die während ihres Umlaufs immer mal wieder geprüft werden, hat dies zur Folge, dass Fehlprodukte früher oder später auffallen und an den Hersteller zurückgehen. Die Ausgabe von fehlerhaften Banknoten ist nicht akzeptabel.The known test methods are, however, very time consuming, so that only a minimal portion of the actual production volume can be sampled. In the case of banknotes issued during their circulation are checked again and again, this has the consequence that bad products sooner or later stand out and go back to the manufacturer. The output of faulty Banknotes are not acceptable.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Prüfverfahren und eine Prüfanordnung vorzuschlagen, mit der die Prüfung zügig erfolgen kann, um möglichst die vollständige Produktionsmenge zu erfassen.task the present invention is therefore to propose a test method and a test arrangement, with the the exam can be done quickly, in order as possible the complete To record production quantity.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Prüfverfahren und eine Prüfanordnung mit den Merkmalen gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben.This The object is achieved by a test methods and a test arrangement with the characteristics according to the siblings claims solved. Dependent on it claims are advantageous refinements and developments of the invention specified.

Dementsprechend erfolgt die Prüfung noch während des Herstellungsprozesses des Sicherheitselements oder des Sicherheitsdokuments („In-Line-Prüfung").Accordingly the test is carried out still while the manufacturing process of the security element or the security document ("in-line inspection").

Bevorzugt wird dies durch Messung innerhalb der Vorrichtung geschehen, in der dass Sicherheitselement mit dem Substrat des Sicherheitsdokuments verbunden wird, oder zumindest unmittelbar im Anschluss daran, bevor das Substrat weiterverarbeitet oder zwischengelagert wird.Prefers this will be done by measuring inside the device that the security element with the substrate of the security document is connected, or at least immediately afterwards, before the substrate is further processed or temporarily stored.

Durch die In-Line-Prüfung kann eine wesentlich größere Prüfdichte erzielt werden. Als positiver Nebeneffekt kann auf Qualitätsmängel sehr schnell reagiert werden, so dass das betreffende Substrat entfernt oder als Ausschuss deklariert werden kann, um eine unnötige weitere Verarbeitung des Substrats von vornherein auszuschließen.By the in-line exam can have a much higher test density be achieved. As a positive side effect, quality defects can be very bad react quickly so that the substrate in question is removed or can be declared as a committee for an unnecessary additional Exclude processing of the substrate from the outset.

Da magnetische Sicherheitselemente sowie, wenn auch in geringerem Umfang, elektrisch leitfähige Sicherheitselemente üblicherweise in einem Druckprozess mittels geeigneter Druckfarbe auf Folie oder Papier aufgedruckt werden, eignen sich das Prüfverfahren und die Prüfanordnung besonders zur Anwendung in einer Druckvorrichtung.There magnetic security elements and, albeit to a lesser extent, electrically conductive Security elements usually in a printing process using a suitable printing ink on film or The test procedure and the test arrangement are suitable for printing on paper especially for use in a printing device.

Neben der Anwendung bei Druckvorrichtungen ist auch noch die Anwendung bei anderen Applikationsvorrichtungen von Vorteil. So werden beispielsweise zur Herstellung von magnetischen Sicherheitselementen in einer Metallisierungsanlage auch magnetische Materialien auf das Sicherheitspapier aufgedampft. Diese können erfindungsgemäß ebenfalls bereits bei der Herstellung geprüft werden. Ebenso kann dort gegebenenfalls die elektrische Leitfähigkeit, welche von dem aufgedampften Metall herrührt, geprüft werden.Next the application to printing devices is also the application an advantage with other application devices. For example for the production of magnetic security elements in a metallization system too magnetic materials evaporated onto the security paper. This can also according to the invention already checked during production become. Likewise, the electrical conductivity, which originates from the vapor-deposited metal.

In Druckvorrichtungen aber auch in anderen Applikationsvorrichtungen wird das Substrat in der Regel über Umlenkwalzen geführt. Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Prüfung der Sicherheitselemente unmittelbar an einer solchen Umlenkwalze, da die Position des Substrats durch die Umlenkwalze besonders stabilisiert ist. Dies bietet den Vorteil, dass der Abstand zwischen dem Sensor und dem Substrat ohne Weiteres konstant gehalten werden kann. Ein konstanter Abstand oder zumindest die Kenntnis des Abstands zwischen Sensor und Substrat zum Zeitpunkt der Messung kann wesentlich sein, da der Abstand einen erheblichen Einfluss auf die Messsignalstärke der meisten üblichen Sensoren hat.In printing devices but also in other application devices, the substrate is usually guided over deflection rollers. According to a first preferred embodiment, the security elements are checked directly on such a deflection roller, since the position of the substrate is particularly stabilized by the deflection roller. This offers the advantage that the distance between the sensor and the substrate can easily be kept constant. A constant distance or at least knowledge of the distance between the sensor and the substrate at the time of the measurement can be essential, since the distance is significant has an influence on the measurement signal strength of most common sensors.

Erfolgt die Messung direkt an einer Umlenkwalze, so sollte die Umlenkwalze aus einem nicht magnetisierbaren Material oder zumindest aus einem Material mit möglichst geringer Magnetisierbarkeit bestehen, wenn Sicherheitselemente mit magnetischen Eigenschaften geprüft werden, und sollte aus einem elektrisch nicht leitenden Material bestehen, wenn Sicherheitselemente auf ihre elektrische Leitfähigkeit geprüft werden. Im letztgenannten Fall kann es ausreichend sein, die Umlenkwalze mit einem elektrisch nicht leitenden Bezugsstoff auszustatten, der vorzugsweise mehrere Millimeter dick ist, um den Einfluss eines darunter befindlichen metallischen Kerns auszuschließen oder zumindest weitestgehend zu unterdrücken.He follows the measurement directly on a deflection roller, so should the deflection roller from a non-magnetizable material or at least from one material with if possible low magnetizability exist when using security elements tested magnetic properties and should be made of an electrically non-conductive material exist if security elements on their electrical conductivity checked become. In the latter case, it may be sufficient to use the deflecting roller to be equipped with an electrically non-conductive cover fabric that is preferably several millimeters thick to the influence of a exclude underlying metallic core or at least largely suppress it.

Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Prüfung der Sicherheitselemente zwischen zwei Umlenkwalzen. Etwaige Einflüsse durch die Umlenkwalzen auf die Messung der elektrischen Leitfähigkeit und/oder magnetischen Eigenschaften des zu prüfenden Sicherheitselements lassen sich dadurch erheblich reduzieren. Das Substrat kann zwischen den Umlenkwalzen in einer Führungseinrichtung geführt sein, um einen konstanten Abstand zu den Sensoren zu gewährleisten, wobei aber wiederum darauf zu achten ist, dass die Führungseinrichtung selbst keinen negativen Einfluss auf die Messung haben darf. Vorzugsweise erfolgt die Messung daher an einer Stelle, an der das Substrat zwischen zwei Umlenkwalzen frei geführt wird. Da in diesem Falle aber ein niederfrequentes Flattern des Substrats nicht auszuschließen ist, ist es jedenfalls für die Messung am frei geführten Substrat für viele Sensortypen zweckmäßig, den Abstand zwischen dem Sensor und dem Substrat zu jedem Messzeitpunkt zu messen und bei der Prüfung zu berücksichtigen.According to one second preferred embodiment the test is carried out of the safety elements between two deflection rollers. Any influences from the deflection rollers on the measurement of the electrical conductivity and / or magnetic properties of the security element to be tested can be significantly reduced. The substrate can be between the deflection rollers in a guide device guided to ensure a constant distance from the sensors, but again it must be ensured that the management facility itself must not have a negative influence on the measurement. Preferably The measurement is therefore carried out at a point where the substrate between two deflection rollers guided freely becomes. However, in this case there is a low-frequency flutter of the substrate not be ruled out is, it is for the measurement on the freely guided Substrate for many sensor types expedient Distance between the sensor and the substrate at any time to measure and when testing to consider.

Vorteilhafterweise sind die Sensoren quer zur Transportrichtung des Substrats beabstandet zueinander an einer das Substrat überspannenden stabilen Traversen angeordnet. Die einzelnen Sensoren sind gemäß einer ersten Variante jeweils an einem Platz fixiert und messen repräsentativ eine Spur des vorbeitransportierten Substrats auf magnetische und/oder elektrisch leitfähige Eigenschaften. Geprüft wird somit das Substrat über seine gesamte Länge entlang einer oder mehrerer Spuren. Durch Erhöhen der Anzahl der Sensoren lässt sich die Prüfdichte weiter steigern.advantageously, the sensors are spaced transversely to the transport direction of the substrate to each other on a stable crossbeam spanning the substrate arranged. According to a first variant, the individual sensors are each fixed in one place and representatively measure a trace of what was transported past Substrate on magnetic and / or electrically conductive properties. Is checked thus over the substrate along its entire length one or more tracks. By increasing the number of sensors let yourself the test density further increase.

Gemäß einer zweiten Variante wird ein einzelner Magnetsensor und/oder ein einzelner Leitfähigkeitssensor entlang der Traversen über die gesamte Substratbreite hin und her bewegt. Dadurch lassen sich mit verringertem technischen Aufwand die über die gesamte Substratbreite aufgebrachten Sicherheitselemente in gewissen zeitlichen Abständen erfassen.According to one the second variant is a single magnetic sensor and / or a single one conductivity sensor along the trusses over moved the entire substrate width back and forth. This allows with reduced technical effort over the entire substrate width Capture applied security elements at certain time intervals.

Die größte Prüfdichte erhält man gemäß einer dritten bevorzugten Variante durch Kombination der vorgenannten ersten und zweiten Varianten, indem mehrere Sensoren entlang der Traversen hin und her bewegt werden.The greatest test density receives one according to one third preferred variant by combining the aforementioned first and second variants by placing multiple sensors along the Trusses are moved back and forth.

Wird beispielsweise ein Mehrfachnutzen geprüft, der später in eine Anzahl von Einzelbanknoten aufgeteilt wird, so weist dieser Mehrfachnutzen in regelmäßigen Abstände wiederkehrende Sicherheitselemente auf, wie z. B. einen Sicherheitsfaden sowie gegebenenfalls noch einen weiteren Sicherheitsstreifen, einen Sicherheitsaufdruck oder andere Sicherheitselemente mit magnetischen Eigenschaften und/oder elektrischer Leitfähigkeit. Vorzugsweise werden daher die von den Sensoren erfassten Messwerte in ihrem Abstand und ihrer Höhe mit vorgegebenen Referenzwerten verglichen, wobei die Höhe der jeweiligen Referenzwerte für die einzelnen zu prüfenden Sicherheitselemente unterschiedlich sein kann.Becomes For example, a multiple benefit was checked, which is later divided into a number of individual banknotes is, this multiple use has recurring security elements at regular intervals on how B. a security thread and possibly still another security strip, a security imprint or other security elements with magnetic properties and / or electrical conductivity. The measurement values detected by the sensors are therefore preferred in their distance and height compared with predetermined reference values, the amount of the respective Reference values for the individual to be checked Security elements can be different.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:following the invention will be exemplified with reference to the accompanying drawings explained. In it show:

1 eine Druckvorrichtung mit einem Druckwerk und einer erfindungsgemäßen Prüfanordnung, 1 a printing device with a printing unit and a test arrangement according to the invention,

2 den Vorgang des Aufmagnetisierens magnetischer Bereiche, und 2 the process of magnetizing magnetic areas, and

3 den zeitlichen Verlauf von durch magnetische Bereiche erzeugten Messsignalen. 3 the time course of measurement signals generated by magnetic areas.

1 zeigt eine Druckvorrichtung, in der ein Substrat 1 durch ein Druckwerk 4 geführt und mit einem strukturierten Sicherheitsdruck 12 in Form von zueinander beabstandeten, quer zur Substrattransportrichtung verlaufenden Streifen mit magnetischen und/oder elektrisch leitfähigen Eigenschaften bedruckt wird. Obwohl die Erfindung nachfolgend anhand der in 1 ausschnittweise wiedergegebenen Druckvorrichtung erläutert wird, ist sie auch in einer anderen Umgebung einsetzbar, beispielsweise in einer Papiermaschine, um etwa in das Papier eingelagerte Sicherheitsfäden auf magnetische Eigenschaften und/oder elektrische Leitfähigkeit zu überprüfen, welche dann üblicherweise parallel zur Transportrichtung des Substrats verlaufen. 1 shows a printing device in which a substrate 1 through a printing unit 4 managed and with a structured security print 12 is printed in the form of mutually spaced, transverse to the substrate transport direction strips with magnetic and / or electrically conductive properties. Although the invention is based on the in 1 Excerpt reproduced printing device is explained, it can also be used in another environment, for example in a paper machine, for example to check security threads embedded in the paper for magnetic properties and / or electrical conductivity, which then usually run parallel to the transport direction of the substrate.

Das Substrat 1 wird weiter über Umlenkwalzen 5 und 7 geführt, wobei die Überprüfung der magnetischen Eigenschaften und/ oder elektrischen Leitfähigkeit unmittelbar an einer oder beiden Umlenkwalzen 5, 7 oder in einem frei geführten Bereich zwischen den Umlenkwalzen 5, 7 erfolgt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind beide Varianten realisiert, indem die elektrische Leitfähigkeit mittels mehrerer Leitfähigkeitssensoren 2 zwischen den beiden Umlenkwalzen 5, 7 und die magnetischen Eigenschaften unmittelbar an der in Transportrichtung zweiten Umlenkwalze 5 mittels mehrerer Magnetsensoren 3 durchgeführt wird. Die Sensoren 2 und 3 sind jeweils an einer Traversen 9 montiert und quer zur Transportrichtung verlagerbar (Doppelpfeil). Die Leitfähigkeitsensoren 2 und Magnetsensoren 3 können alternativ auch an einer gemeinsamen Traversen 9 vorgesehen sein. Es ist allerdings wichtig, daß z.B. das Aufmagnetisieren im Transportverlauf vor der Prüfung mit dem zugehörigen Magnetsensor erfolgt.The substrate 1 will continue over guide rollers 5 and 7 performed, the review of the magnetic properties and / or electrical conductivity directly on one or both deflectors roll 5 . 7 or in a freely guided area between the deflection rollers 5 . 7 he follows. In the exemplary embodiment shown, both variants are realized by the electrical conductivity using a plurality of conductivity sensors 2 between the two deflection rollers 5 . 7 and the magnetic properties directly on the second deflection roller in the transport direction 5 by means of several magnetic sensors 3 is carried out. The sensors 2 and 3 are each on a truss 9 assembled and displaceable transversely to the transport direction (double arrow). The conductivity sensors 2 and magnetic sensors 3 can alternatively also on a common truss 9 be provided. However, it is important that, for example, the magnetization in the course of the transport is carried out with the associated magnetic sensor before the test.

Die Umlenkwalze 5 besteht aus einem nicht magnetisierbaren Material und trägt einen mehrere Millimeter dicken Bezugsstoff 6, der Einflüsse der Walze auf das Meßsystem reduziert. Ein solcher Bezugsstoff 6 ist besonders sinnvoll, wenn die elektrische Leitfähigkeit unmittelbar an der Walze gemessen wird. Er sollte daher elektrisch isolierend sein.The deflection roller 5 consists of a non-magnetizable material and is covered with a cover fabric several millimeters thick 6 , which reduces the influence of the roller on the measuring system. Such a cover fabric 6 is particularly useful if the electrical conductivity is measured directly on the roller. It should therefore be electrically insulating.

Da der Abstand zwischen dem Substrat 1 und den Leitfähigkeitsensoren 2 aufgrund der freien Führung des Substrats 1 instabil ist, ist ein Abstandsmesssystem 8 vorgesehen, um die Lage des Substrats 1 zu ermitteln. Aus der ermittelten Lage des Substrats 1 kann unmittelbar auf den Abstand zwischen dem Substrat 1 und den Leitfähigkeitssensoren 2 geschlossen werden. Das Abstandsmesssystem 8 kann beispielsweise ein optisches System sein, indem in üblicher Weise durch Interfererenzmessung anhand eines auf das Substrat 1 gerichteten und von dem Substrat 1 reflektierten Laserstrahls der Abstand zwischen dem Substrat 1 und dem Abstandsmesssystem 8 bestimmt wird.Because the distance between the substrate 1 and the conductivity sensors 2 due to the free guidance of the substrate 1 is unstable is a distance measuring system 8th provided the location of the substrate 1 to investigate. From the determined position of the substrate 1 can directly affect the distance between the substrate 1 and the conductivity sensors 2 getting closed. The distance measuring system 8th can be, for example, an optical system, in the usual way by means of interference measurement on the substrate 1 directed and from the substrate 1 reflected laser beam the distance between the substrate 1 and the distance measuring system 8th is determined.

Als Leitfähigkeitssensoren 2, die in 1 lediglich schematisch angedeutet sind, kommen insbesondere kapazitive Sensoren oder Wirbelstromsensoren in Betracht. Kapazitive Sensoren umfassen zwei oder mehrere Elektrodenflächen, die üblicherweise auf der gleichen Seite des zu prüfenden Meßguts, d.h. hier des Substrats 1 angebracht sind. Es wird mindestens eine Elektrode mit einer Wechselspannung zwischen beispielsweise 1 kHz und ein 1 MHz beaufschlagt. Die Wechselspannung koppelt dann berührungslos, nämlich kapazitiv, auf den leitfähigen Bereich des Sicherheitselements und weiter von dem Sicherheitselement auf die andere Empfangselektrode. Die durch das Einbringen des Sicherheitselements in das elektrische Wechselfeld erzeugte Störung des Wechselfelds wird detektiert und dient als Maß für die elektrische Leitfähigkeit des Sicherheitselements.As conductivity sensors 2 , in the 1 are indicated only schematically, in particular capacitive sensors or eddy current sensors. Capacitive sensors comprise two or more electrode surfaces, which are usually on the same side of the material to be tested, ie here of the substrate 1 are attached. An alternating voltage between, for example, 1 kHz and 1 MHz is applied to at least one electrode. The AC voltage then couples in a contactless manner, namely capacitively, to the conductive area of the security element and further from the security element to the other receiving electrode. The disturbance of the alternating field generated by the introduction of the security element into the alternating electrical field is detected and serves as a measure of the electrical conductivity of the security element.

Es ist allerdings auch denkbar, daß die Elektrodenflächen einander gegenüberliegend beidseitig zum Substrat 1 angeordnet sind. Auch in diesem Fall kann eine Wechselspannung zwischen die zwei, dem Substrat 1 gegenüberliegenden, Elektroden angelegt werden. Die Dielektrizitätskonstante zwischen den Elektrodenflächen ändert sich, mit der elektrischen Leitfähigkeit der Folien/Papierbahn, die zwischen den Elektroden vorbeitransportiert werden. Durch Analyse von Strom und Spannung oder von Phasenverschiebungen zwischen Strom und Spannung wird dann die elektrische Leitfähigkeit beurteilt. Bei Verwendung kapazitiver Sensoren ist es möglich, auch einzelne Risse in der leitfähigen Folien/Papierbahn zu erkennen.However, it is also conceivable for the electrode surfaces to be opposite one another on both sides of the substrate 1 are arranged. In this case too, an alternating voltage can exist between the two, the substrate 1 opposite, electrodes are applied. The dielectric constant between the electrode surfaces changes with the electrical conductivity of the foils / paper web, which are transported past between the electrodes. The electrical conductivity is then assessed by analyzing current and voltage or phase shifts between current and voltage. When using capacitive sensors, it is possible to detect individual cracks in the conductive film / paper web.

Als Magnetsensoren 3 kommen z. B. induktive Magnetsensoren oder magneto-resestive Sensoren, insbesondere Giant-Magnetic-Resistant-Sensoren (GMR-Sensoren), zum Einsatz. Im Falle der Prüfung weichmagnetischer Sicherheitselemente sind die Sensoren mit einem Dauermagneten oder einem Elektromagneten 11 kombiniert, mit dem die Sicherheitselemente aufmagnetisiert werden, um sie zuverlässig detektieren zu können. Der Dauer- oder Elektromagnet 11 kann im Magnetsensor integriert sein, ist im dargestellten Ausführungsbeispiel jedoch in Transportrichtung des Substrats 1 vor den Magnetsensoren 3 angeordnet.As magnetic sensors 3 come z. B. inductive magnetic sensors or magnetoresistive sensors, in particular giant magnetic resistant sensors (GMR sensors), are used. In the case of testing soft magnetic safety elements, the sensors are equipped with a permanent magnet or an electromagnet 11 combined with which the security elements are magnetized in order to be able to reliably detect them. The permanent or electromagnet 11 can be integrated in the magnetic sensor, but is in the illustrated embodiment in the transport direction of the substrate 1 in front of the magnetic sensors 3 arranged.

Das Aufmagnetisieren wird nachfolgend anhand der 2 erläutert. In dem in 2 dargestellten Fall erfolgt die Aufmagnetisierung mittels zweier Dauermagneten, indem das Substrat 1 zwischen zwei gleichen magnetischen Polen hindurchgeführt wird. Dadurch wird eine in Transportrichtung des Substrats 1 gerichtete Feldstärke H erzeugt, welche vorzugsweise zehnmal so groß sein sollte, wie die Koerzitivfeldstärke H_C der nachzuweisenden magnetischen Sicherheitsmerkmale. Die Dauermagneten 11 erstrecken sich vorzugsweise über die gesamte Transportbreite des Substrats 1.The magnetization is subsequently based on the 2 explained. In the in 2 The case shown is magnetized by means of two permanent magnets, by the substrate 1 is passed between two identical magnetic poles. This makes one in the transport direction of the substrate 1 directed field strength H generated, which should preferably be ten times as large as the coercive field strength H _{C of} the magnetic security features to be detected. The permanent magnets 11 preferably extend over the entire transport width of the substrate 1 ,

Die meisten üblichen Magnetsensoren liefern jeweils nur am Anfang und am Ende eines an ihnen vorbeigeführten magnetischen Bereichs ein Messsignal. Die Signalhöhe hängt nicht nur vom Sensor sondern auch von der Transportgeschwindigkeit des Substrats, von der zu messenden remanenten Magnetisierung des magnetischen Bereichs und unter Umständen von der Breite des magnetischen Bereichs ab. Während des Transports des Substrats 1 vorbei an den Magnetsensoren 3 werden somit Magnetsensorsignale erzeugt, die in ihrem zeitlichen Abstand und in ihrer Höhe in einer Auswerteeinrichtung 10 mit vorgegebenen Referenzwerten verglichen werden.Most of the usual magnetic sensors only deliver a measurement signal at the beginning and at the end of a magnetic area that passes them. The signal level depends not only on the sensor but also on the transport speed of the substrate, on the remanent magnetization of the magnetic area to be measured and under certain circumstances on the width of the magnetic area. During the transport of the substrate 1 past the magnetic sensors 3 Magnetic sensor signals are thus generated, in their time interval and in their height in an evaluation device 10 can be compared with predetermined reference values.

Die Signalerzeugung ist in 3 veranschaulicht. Dort wird – schematisch in Seitenansicht dargestellt – das Substrat 1 mit aufgedruckten magnetischen Sicherheitselementen 12 an einem Magnetsensor 3 mit der Geschwindigkeit v vorbeitransportiert. Die Magnetbereiche 12 sind unterschiedlich zueinander beabstandet, erstrecken sich über eine unterschiedliche Länge in Transportrichtung und sind unterschiedlich stark magnetisiert, was in 3 durch die unterschiedliche Höhe der Sicherheitselemente 12 wiedergegeben ist. Die auf der Zeitachse t aufgetragenen Messsignale liefern positive und negative Messwerte beim Ein- bzw. Austreten der Sicherheitselemente 12 aus dem Messbereich des Magnetsensors 3, sowie unterschiedlich starke Messsignale je nach ihrer Magnetisierungsstärke. Durch den Abstand zwischen negativen und positiven Messwerten lässt sich somit die Erstreckung der magnetischen Sicherheitselemente in Transportrichtung, durch den Abstand zwischen positiven und negativen Messwerten der Abstand zwischen benachbarten magnetischen Sicherheitselementen und durch die Höhe der Messwerte die Magnetisierungsstärke feststellen und mit den Referenzwerten in der Auswerteeinrichtung 10 vergleichen. Dabei muß selbstverständlich die Transportgeschwindigkeit v berücksichtigt werden, sowie unter Umständen die Breite des zu messenden magnetischen Bereichs.The signal generation is in 3 illustrated. There - schematically shown in side view - the substrate 1 with printed mag netic security elements 12 on a magnetic sensor 3 transported past at the speed v. The magnetic areas 12 are spaced differently from one another, extend over a different length in the transport direction and are magnetized to different extents, which in 3 due to the different height of the security elements 12 is reproduced. The measurement signals plotted on the time axis t deliver positive and negative measured values when the security elements enter or exit 12 from the measuring range of the magnetic sensor 3 , as well as differently strong measurement signals depending on their magnetization strength. The distance between negative and positive measured values can thus determine the extent of the magnetic security elements in the direction of transport, the distance between positive and negative measured values, the distance between adjacent magnetic security elements and the height of the measured values, the magnetization strength and the reference values in the evaluation device 10 to compare. The transport speed v must of course be taken into account, as well as the width of the magnetic area to be measured.

Wenn alle magnetischen Bereiche die gleiche magnetische Remanenz aufweisen, insbesondere wenn alle magnetischen Bereiche dieselbe Streifenbreite aufweisen wie im Falle von in ein Mehrfachnutzensubstrat eingelagerten Sicherheitsfäden, bietet sich eine vereinfachte Auswerteprozedur an, indem jedes Messsignal einzeln mit einem gemeinsamen vorgegebenen Referenzwert verglichen wird.If all magnetic areas have the same magnetic remanence, especially if all magnetic areas have the same stripe width have as in the case of embedded in a multi-use substrate Security threads, offers a simplified evaluation procedure by each measurement signal individually compared with a common predetermined reference value becomes.

Die in Bezug auf 3 beschriebene Messprozedur ist problematisch, wenn sich das magnetische Sicherheitselement über die gesamte Transportlänge des Substrats erstreckt, wenn es beispielsweise vollflächig auf dem Substrat aufgebracht ist oder als in Transportrichtung verlaufender Magnetstreifen vorliegt. Denn bei einer solchen Anordnung gibt es weder einen Anfang noch ein Ende der magnetischen Bereiche, so dass die Magnetsensoren kein Signal liefern. Für diesen Fall wird den Magnetsensoren 3 ein magnetischer Schreibkopf vorgeschaltet, der den magnetischen Bereich abschnittsweise in die eine und die andere Richtung magnetisiert, indem ein H-Feld in unterschiedlichen Richtungen erzeugt wird. Als magnetischer Schreibkopf kann beispielsweise ein als Elektromagnet ausgebildeter Hufeisenmagnet dienen, an den je nach Schreibrichtung entgegengesetzte Spannungen angelegt werden. Andererseits können auch die im Zusammenhang mit 1 und 2 als Dauermagneten 11 beschriebenen Magneten als Elektromagneten ausgeführt sein, deren Polarisierung je nach Schreibrichtung umgekehrt wird. Alternativ dazu können die Dauermagneten mit vorgegebener Frequenz in entgegengesetzter Richtung gedreht, so dass einmal die Südpole und ein anderes Mal die Nordpole einander gegenüberliegen Es sei noch einmal betont, daß die erfindungsgemäße Prüfung auch in anderen Herstellphasen während der Herstellung des Sicherheitselements oder des Sicherheitsdokuments erfolgen kann. So kann eine Prüfung auch in einer Metallisierungsanlage erfolgen, in der zur Herstellung des Sicherheitselements magnetische Materialien auf das Sicherheitspapier aufgedampft werden. In dieser Metallisierungsanlage kann gegebenenfalls auch die elektrische Leitfähigkeit, welche von dem aufgedampften Metall herrührt, geprüft werden.The regarding 3 The measurement procedure described is problematic if the magnetic security element extends over the entire transport length of the substrate, for example if it is applied to the entire surface of the substrate or is present as a magnetic strip running in the transport direction. Because with such an arrangement there is neither a beginning nor an end of the magnetic areas, so that the magnetic sensors do not deliver a signal. In this case, the magnetic sensors 3 A magnetic write head is connected upstream, which magnetizes the magnetic area in sections in one direction and the other by generating an H field in different directions. A horseshoe magnet designed as an electromagnet can be used as a magnetic write head, for example, to which opposite voltages are applied depending on the writing direction. On the other hand, those related to 1 and 2 as permanent magnets 11 described magnets can be designed as electromagnets, the polarization of which is reversed depending on the writing direction. As an alternative to this, the permanent magnets can be rotated in the opposite direction at a predetermined frequency, so that the south poles and the north poles lie opposite one another at one time , A test can also be carried out in a metallization system in which magnetic materials are vapor-deposited onto the security paper in order to produce the security element. In this metallization system, the electrical conductivity resulting from the vapor-deposited metal can also be checked, if necessary.

Weiterhin ist auch eine Messung in einer Vorrichtung zur Herstellung des Sicherheitselements 12 denkbar. Im speziellen können z.B. zur Herstellung von Sicherheitsfäden als Sicherheitselements 12, Folien mit elektrisch leitfähigen bzw. magnetischen oder lumineszierenden Substanzen bedruckt, metallisiert und anschließend eine zweite Folie aufkaschiert bzw. auflaminiert. Anschließend wird das Folien-Laminat in einzelne Fäden geschnitten, die aufgerollt und danach aufs Sicherheitspapier aufgebracht werden. Hierbei kann die Prüfung z.B. in der zugehörigen Laminier-, Rollenschneid- und/oder Fadenschneidmaschine erfolgen.Furthermore, there is also a measurement in a device for producing the security element 12 conceivable. In particular, for example, for the production of security threads as security elements 12 , Printed films with electrically conductive or magnetic or luminescent substances, metallized and then laminated or laminated a second film. The film laminate is then cut into individual threads, which are rolled up and then applied to the security paper. Here, the test can be carried out, for example, in the associated laminating, slitting and / or thread cutting machine.

Ebenfalls ist denkbar, dass eine Prüfung in einer separaten und externen Prüfvorrichtung erfolgt, die keinen Herstellprozess ausführt. So kann z.B. der in Bahnen geschnittene Sicherheitsfaden in einer externen Prüfvorrichtung zwischen zwei Rollen auf- bzw. abgerollt werden und der ab- bzw. aufgerollte Sicherheitsfaden 12 mittels des erfindungsgemäßen Sensors, der an einer oder beiden Rollen bzw. zwischen den Rollen liegend angebracht ist, auf elektrische bzw. magnetische Leitfähigkeit hin geprüft werden.It is also conceivable that a test is carried out in a separate and external test device that does not carry out a manufacturing process. For example, the security thread cut into strips can be rolled up or unrolled between two rollers in an external test device and the unrolled or rolled up security thread 12 be checked for electrical or magnetic conductivity by means of the sensor according to the invention, which is attached to one or both rollers or lying between the rollers.

Claims

Method for testing the electrical conductivity and / or magnetic properties of a substrate ( 1 ) a security element related security document ( 12 ) by measuring the electrical conductivity and / or magnetic properties of the security element ( 12 ) using at least one conductivity sensor ( 2 ) and / or at least one magnetic sensor ( 3 ), characterized in that the measurement takes place before the security document is finally produced, in particular during the manufacturing process of the security element ( 12 ) and / or during the manufacturing process of the security document.

A method according to claim 1, characterized in that the measurement takes place within a device in which the security element ( 12 ) with the substrate ( 1 ) is connected, and / or in the An before the substrate ( 1 ) is further processed or temporarily stored.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the security element ( 12 ) by means of a printing unit ( 4 ) on the substrate ( 1 ) is printed on and that the measurement is still in the printing unit ( 4 ) comprehensive printing device.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the security element ( 12 ) by means of a metallization device on the substrate ( 1 ) is evaporated and that the measurement is still carried out in the metallization device.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the measurement takes place within a separate test device that does not involve any manufacturing processes performs.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the measurement in a device for producing the security element ( 12 ), such as a laminating, slitting and / or thread cutting machine, and / or subsequently in an external test device before the security element ( 12 ) with the substrate ( 1 ) is connected.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the measurement directly on a deflection roller ( 5 ) over which the substrate ( 1 ) is carried out.

A method according to claim 7, characterized in that the measurement on a deflecting roller ( 5 ), which consists of a non-magnetizable material.

A method according to claim 7 or 8, characterized in that the measurement on a deflecting roller ( 5 ), which consists of an electrically non-conductive material.

Method according to one of claims 7 to 9, characterized in that the deflecting roller ( 5 ) an electrically non-conductive cover fabric ( 6 ) has.

A method according to claim 10, characterized in that the cover fabric ( 6 ) is several millimeters thick.

Method according to one of claims 1 to 11, characterized in that the measurement between two deflection rollers spaced apart in the transport direction ( 5 . 7 ) over which the substrate ( 1 ) is carried out.

A method according to claim 12, characterized in that the substrate ( 1 ) between the two deflection rollers ( 5 . 7 ) is guided freely and the measurement on the freely guided substrate ( 1 ) he follows.

Method according to one of claims 1 to 13, characterized in that the distance between the at least one sensor ( 2 ) and the substrate ( 1 ) is measured and taken into account in the test.

Method according to one of claims 1 to 14, characterized in that the substrate ( 1 ) on the at least one sensor ( 2 . 3 ) is transported past, the measurement using several of the sensors ( 2 . 3 ) takes place, which are spaced from each other transversely to the transport direction.

Method according to one of claims 1 to 15, characterized in that one or more of the sensors ( 2 . 3 ) are moved across the transport direction.

Method according to one of claims 1 to 13, characterized in that the at least one sensor ( 2 . 3 ) the generated measurement signals are compared in their distance and in height with predetermined reference values.

Method according to one of claims 1 to 17, characterized in that the security element ( 12 ) is magnetized before the measurement.

A method according to claim 18, characterized in that the magnetization in different areas of the substrate ( 1 ) takes place differently.

A method according to claim 19, characterized in that the magnetization in the different areas by generating of an H field in different direction.

Method according to one of claims 1 to 20, characterized in that the substrate ( 1 ) is a banknote substrate.

Arrangement for testing the electrical conductivity and / or magnetic properties of a substrate ( 1 ) a security element related security document ( 12 ) comprising at least one conductivity sensor ( 2 ) and / or at least one magnetic sensor ( 3 ) for measuring the electrical conductivity and / or magnetic properties of the security element ( 12 ), characterized in that the at least one sensor ( 2 . 3 ) is arranged in a device for checking the security document that has not yet been finally produced, in particular in a device for producing the security element ( 12 ) and / or the security document.

Arrangement according to claim 22, characterized in that the at least one sensor ( 2 . 3 ) is arranged in a device in which the security element ( 12 ) with the substrate ( 1 ) is connected.

Arrangement according to claim 22 or 23, characterized in that the at least one sensor ( 2 . 3 ) is arranged in a metallization device and / or a laminating, roll cutting and / or thread cutting machine.

Arrangement according to one of claims 22 to 25, characterized in that the at least one sensor ( 2 . 3 ) is arranged in a separate test device that does not carry out any manufacturing processes.

Arrangement according to one of claims 22 to 26, characterized in that the device comprises a printing unit ( 4 ) in which the security element ( 12 ) on the substrate ( 1 ) is printed.

Arrangement according to one of claims 22 to 27, characterized in that the at least one sensor ( 3 ) is arranged to carry out the measurement on a deflection roller ( 5 ) over which the substrate ( 1 ) to be led.

Arrangement according to claim 27, characterized in that the deflecting roller ( 5 ) consists of a non-magnetizable material.

Arrangement according to claim 27 or 28, characterized in that the deflecting roller ( 5 ) consists of an electrically non-conductive material.

Arrangement according to one of claims 27 to 29, characterized in that the deflecting roller ( 5 ) an electrically non-conductive cover fabric ( 6 ) has.

Arrangement according to claim 30, characterized in that the cover fabric ( 6 ) has a thickness of several millimeters.

Arrangement according to one of claims 22 to 31, characterized in that the at least one sensor ( 2 ) is arranged to measure between two deflection rollers spaced apart in the transport direction ( 5 . 7 ) over which the substrate ( 1 ) to be led.

Arrangement according to claim 32, characterized in that the at least one sensor ( 2 ) between the two deflection rollers ( 5 . 7 ) is arranged at a point where the substrate ( 1 ) is guided freely.

Arrangement according to claim 33, characterized by a distance measuring system ( 8th ) for measuring the distance between the at least one sensor ( 2 ) and the substrate ( 1 ).

Arrangement according to one of Claims 22 to 34, characterized by a substrate ( 1 ) spanning traverse ( 9 ) on which the at least one sensor ( 2 ) is mounted and on which the substrate ( 1 ) is moved past.

Arrangement according to claim 35, characterized in that on the trusses ( 9 ) several of the sensors ( 2 ) are mounted.

Arrangement according to claim 35 or 36, characterized in that one or more of the at least one sensor ( 2 ) along the trusses ( 9 ) are relocatable.

Arrangement according to one of claims 22 to 37, characterized by an evaluation device ( 10 ) in which the from the at least one sensor ( 2 . 3 ) the measurement signals generated are compared and evaluated in terms of their distance and their height with predetermined limit values.

Arrangement according to one of claims 22 to 38, characterized by a magnetizing head ( 11 ) in the transport direction of the substrate ( 1 ) in front of the at least one magnetic sensor ( 3 ) is arranged.

Arrangement according to claim 39, characterized in that the magnetizing head ( 11 ) is set up, different areas of the magnetizing head ( 11 ) guided substrate ( 1 ) to magnetize in different directions by generating an H field.

Arrangement according to one of claims 22 to 40, characterized in that that the device is a device for manufacturing is about banknotes.