CN100579796C - 具有中间色调图像的数据载体和用于印刷中间色调图像的凹版印刷板及制造凹版印刷板方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数据载体(20)，其具有通过凹版印刷形成的中间色调图像，所述中间色调图像表现为具有某种亮度值的印制子区域(26，28)，其中至少三个印制子区域具有不同的亮度值，所述不同亮度值中的一个或多个通过完全对于肉眼可见并具有一部分非印制空白区域(W)的印制子区域(28)形成。

Description

具有中间色调图像的数据载体和用于印制中间色调图像的凹版印刷板及制造凹版印刷板方法

技术领域

本发明涉及一种数据载体，其具有通过凹版印刷形成的中间色调图像，所述中间色调图像表现为具有某种亮度值的印制子区域，其中至少三个印制子区域具有不同的亮度值。本发明还涉及用于印制具有三个或更多不同亮度值的中间色调图像的凹版印刷板和凹版印刷处理，以及涉及用于制造所述凹版印刷板的方法。

背景技术

在本发明中数据载体尤其是指有价或贵重文件，例如，钞票、护照、身份证、支票、股票、证书、邮票、收据、机票等，以及标签、图章、封装以及其他用于产品保护的其他元件。在下文中，术语“数据载体”包括所有上述文件和产品保护装置。

通常，通过合适的手段制造商业或应用价值远远大于它们物质价值的有价和贵重文件，以使得可识别它们的真实性，并可将它们与赝品和伪造品区分开来。为此，它们通常设置有特殊的有价元素，这些有价元素理想地是不能够仿制和不能伪造的(或徒劳无功的)。

在过去，这些有价元素已被证明是成功的，虽然观看者不需要辅助设备就可以被识别和辨认它们的真实性，但它们同时却需要昂贵的技术或资金费用来制造。这些有价元素例如包括仅在纸张的制造过程中引入的水印，或在凹版印刷处理中产生的图像，它们具有可以容易地被外行人辨认的特有触感，并且不会由其他的印制处理(尤其是复印机或扫描器)复制。

行式或凹版印刷技术，尤其是钢凹版印刷技术对于印制数据载体(尤其是例如钞票等的有价纸)来说是非常重要的。与凹版印刷区别的是，线性凹槽被引入到印刷板产生图像。印刷板的油墨转移区域因此在印刷板表面表现为凹槽。这些凹槽通过合适的雕刻刀具或蚀刻产生。在机械地为凹版印刷产生的印刷板中，利用通常为圆锥锥形的雕刻刀具形成增加的雕刻深度来产生宽线。此外，雕刻线的油墨吸收能力以及因此印制线的不透明性随着雕刻深度的增加而增加。

在蚀刻凹版印刷板中，印刷板的非印制区域覆盖有在化学上惰性的涂层。随后的蚀刻在暴露的板表面产生雕刻，划片线的深度尤其依赖于蚀刻的时间。

在实际的印制处理之前，糊状浓度的油墨被施加到雕刻的印刷板，并利用刮墨刀或屏帚气缸将多余的印制油墨从印刷板的表面去除。之后，基底(通常为纸)被压在印刷板上，因此也就被压在充满油墨的印刷板的凹槽，接着将其去除，油墨则从印刷板的凹槽被吸出来，粘到基底表面并在其中形成图像。如果使用透明的油墨，油墨的厚度确定色调。因此，当在白的数据载体上印制少量的油墨膜厚度时，可以获得亮的色调，而当印制厚的油墨膜厚度时，获得暗的色调。油墨膜的厚度则依赖于雕刻深度的程度。

与其他常规的印制技术例如胶印相比，行式凹版印刷允许相对厚地将油墨施加到数据载体上。在行式凹版印刷技术中产生的相对厚的油墨膜，以及在压缩到印刷板的雕刻时使纸表面产生的局部变形，可以手动容易地感觉出来，即使是对于外行，并因此基于对其的触觉可以容易地辨认其真伪。这种触觉用复印机是不可以模仿的，因此行式凹版印刷技术对仿造给出了重要的保护。

然而，传统的行式凹版印刷方法的不利之处在于，在一个印制操作中不能同时实现图像中的触觉部分以及整个表面的印制。为了弥补该缺陷，在公开号为WO 03/052702A2的专利中给出了一种具有通过凹版印刷产生的中间色调图像的数据载体，该载体在图像的至少局部区域中包括直接相邻的印制局部表面，所述局部表面具有某种亮度值，而所述图像的至少局部区域可通过触觉而觉察出来。术语“中间色调图像”在本申请中指的是具有介于图像的最亮和最暗位置之间的中间色调。如果包括黑白图像，“亮度值”通常被理解为从白到黑的灰度级的值。然而，本发明不仅涉及包括无彩色(即白、黑和灰)的黑白中间色调图像，还涉及多彩色的中间色调图像，包括所谓的彩色油墨。在彩色的中间色调图像的情况下，“亮度值”应该被理解为颜色的亮度。

为了产生上述图像，在WO 03/052702A2中，基于中间色调值在局部表面细分原始元素例如肖像，并指派符合所使用的印制油墨的、要产生的印刷板的不同雕刻深度的单个亮度值或多组亮度值。在这里，原始的亮度值被转换为印刷板上相应的雕刻深度，从而使得需要产生特殊亮度值的雕刻深度能够根据印制油墨的不同而变化。

发明内容

基于上述的内容，本发明的目的在于创建这样一种数据载体，其可提高防止伪造的能力，并通过凹版印刷形成具有大量可变亮度值的中间色调图像。

该目的通过具有主权利要求中的特征的数据载体来实现。在并列的权利要求中规定了用于制造根据本发明的数据载体的凹版印刷处理和凹版印刷板，以及用于制造所述凹版印刷板的方法。本发明的延伸由从属权利要求来限定。

根据本发明，在上述提到的数据载体中，通过对于肉眼完全可见并具有一部分非印制空白区域的印制子区域形成一个或多个不同的亮度值。通过使用空白区域，可以显著地增加中间色调值的数，并同时可选择性地进行中间色调控制。

例如，如果使用了三种不同的雕刻深度，则通过使用不同量的空白，可容易地实现八种不同的亮度值，从而允许格外真实地绘制中间色调图像，例如肖像。此外，已经显示出使用根据本发明的空白区域使得印制子区域中的色调稳定，这尤其在使用不太透明的印制油墨时，是非常有益重要的。

在优选的实施方式中，所述不同亮度值的至少之一的非印制空白区域通过一组平行的白线形成。作为一种选择或补充，根据优选的实施方式，所述不同亮度值的至少之一的非印制空白区域通过规则的十字线网屏形成。在这里，空白区域例如由交叉的两组平行印制线形成的菱形形成。

根据本发明的另一有益实施方式，所述不同亮度值的至少之一的非印制空白区域形成了信息的隐藏部分，例如图案或字符串。通过在图像的微结构中增加肉眼不可觉察的信息段，提高了防止数据载体被伪造的能力。在这里，空白区域的信息可以为正信息或负信息。它还可以仅在中间色调图像的子区域提供。

有益地，所述中间色调图像的印制子区域的至少之一通过触觉可觉察，或包括通过触觉可觉察的结构元素，从而以这种方式有效地防止了被伪造，例如通过拷贝。

所述非印制空白区域在至少一个维度上的尺寸为小于100μm，优选地小于80μm，更特别地小于60μm，更优选地小于40μm，以及更优选地小于20μm。为了满足上述条件，空白区域例如是宽度为100μm(或小于80μm或60μm或40μm或20μm)的线，或由表面大小小于100μm×100μm(或小于80μm×80μm或60μm×60μm或40μm×40μm或20μm×20μm)的任意形状的表面区域形成。

在优选的实施方式中，例如至少六个、八个印制子区域具有不同的亮度值，并分别由印制子区域形成，所述印制的子区域被印制为完全对于肉眼可见，并具有一部分非印制的空白区域。具有上述亮度值的精确分辨率，能以凹版印刷获得接近于真实感的图形表示。

中间色调图像的子区域可以从添加在原始中间色调图像上的屏中获得，如在国际申请WO 03/05270中描述的那样。此外，如WO 03/05270中描述的那样，中间色调图像还具有附加的触觉结构元素、或至少在子区域添加反映其视觉外形的微结构，所述微结构还在各个子区域具有不同的方位。WO 03/05270还描述了各种用于将中间色调原始图像转换为凹雕印制图像的可能性，这同样可在本发明中使用。参照所引用的对象，WO 03/05270公开的内容通过引用并入本文。

本发明还包括用于印制中间色调图像的凹版印刷，其中在印刷板表面具有至少三个不同雕刻的区域用于印制不同亮度值。在这里，所述至少三个不同雕刻的区域的一个或多个表现为一部分非印制空白区域，所述非印制空白区域通过位于与印刷板表面同高度的补片(patch)形成，所述补片在至少一个维度上的大小小于肉眼的分辨率极限。

有益地，所述印刷的雕刻区域的至少之一的非印制空白区域通过一组平行的划片线形成，所述划片线的间隔大于所述划片线的线宽度。在这里，间隔不应该理解为划片线之间的非印制空间，而是例如从一个划片线的左侧到下一划片线的左侧的距离。作为一种选择，所述雕刻区域的至少之一的非印制空白区域通过以一定角度相交的两组平行划片线形成，每一组的所述划片线相互平行。在这里，在各组划片线内的划片线间隔大于所述划片线的线宽度，从而得到菱形的空白区域。有益地，两组划片线相交的角度在40°到80°到之间，优选地为50°到70°之间，例如约为60°。

凹版印刷板的划片线或印制线的宽度优选为小于60μm，特别优选为小于50μm，尤其优选小于30μm。

根据本发明的发展，所述雕刻区域的至少之一的非印制空白区域形成了信息隐藏段，例如图案或字符串，以进一步增加所产生的中间色调图像的防止伪造的能力。在这里，信息隐藏段可以是正信息或负信息，并且可以仅在中间色调图像的子区域提供。

位于与印刷板表面同高度的白区域补片以角度α朝印刷板的深度方向延伸，所述角度α在各种情况下相对于印刷板的表面法线为15°到60°，优选为30°到50°。有益地，至少一个所述的雕刻区域为具有基本粗糙图案(其例如由在根据公开号为WO 97/48555的专利中描述的方法产生)的基础区域。

本发明还包括用于制造凹版印刷板的方法，所述凹版印刷板用于印制具有三个或多个不同亮度值的中间色调图像，所述方法包括：

提供具有印刷板表面的印刷板；

在所述印刷板雕刻至少三个不同的区域，其中，在所述三个不同区域中的一个或多个中具有一部分非印制空白区域，所述非印制空白区域通过位于与印刷板表面同高度的补片形成，所述补片在至少一个维度上的大小小于肉眼的分辨率极限。

位于与印刷板表面同高度的白区域补片以角度α朝印刷板的深度方向延伸，所述角度α相对于印刷板的表面法线为15°到60°，优选为30°到50°。在这里，便利地使用具有适当倾斜角α的雕刻刀具用于雕刻。

优选地，根据本发明的凹版印刷板通过使用旋转铁笔雕刻而制造，优选地利用具有快速旋转的圆锥锥形的雕刻刀具，如在公开号为WO97/48555专利中公开的那样。以这种方式，可以产生尤其彩色的，换言之例如具有灿烂强烈色彩的单蓝色或红色的中间色调图像(在各种色调等级没有灰色或褐色混合的迹象)。然而，从理论上说，还可以使用激光雕刻或蚀刻或其他合适的磨蚀方法来进行雕刻。

通过使用用于根据本发明的中间色调图像的凹版印刷技术，尤其是钢凹版印刷技术，可以获得可容易地由即便是外行也可以辨认、并不能够由其他公用的印制方法复制的特有印制和压纹图像。在这里公开的凹版印刷技术和本发明因此由于适于印制贵重或与安全有关的数据载体，例如必须满足很高的防伪要求的有价或贵重文件。

本发明的其他示例性实施方式和有益效果将在下面参照附图来描述，其中为了提高清晰度，在图中省略了对刻度和比例的描写。

附图说明

图1为根据本发明示例性的实施方式的、具有通过凹版印刷形成的中间色调图像的钞票；

图2为图1中的钞票的在中间色调图像区域的截面图；

图3为根据本发明示例性的实施方式的、用来制造图2中的中间色调图像的凹版印刷板的相应轮廓部分；以及

图4(a)到(e)为利用放大镜或显微镜观看的、根据本发明印制的凹版印刷的子区域的各种俯视图。

具体实施方式

下面将使用钞票为例描述本发明。图1显示的钞票10设置有通过凹版印刷产生的中间色调图像12，中间色调图像12在图中示意性地表示为黑白肖像。通常，钞票的整个图像包括利用不同印制方法产生的多个图像的叠印。除了肖像12外或作为对肖像12的替换，还可以将其他的图形主题14实现为根据本发明的凹雕中间色调图像。在后一种情况下，肖像12还可以利用传统的凹版印刷来产生。

此外，钞票10可包括通过胶印产生的图案16，例如规则地交织的线的格拉苏蒂图案(Guillochépattern)，或其他具有精细结构的图案。钞票10还可包括通过凸版印刷印制的序列号18。还可以提供通过丝网印刷或其他印刷方法产生的区域。

图2显示了钞票10在凹雕中间色调图像12区域的截面图。图中示出的部分显示了钞票纸20，钞票纸20通过在印制过程中的接触压力变形，从而在钞票的背面形成凹槽22，而在钞票的正面形成凸起24。在印制子区域26和28(在图中仅示出了其一部分)，每一个凸起24覆盖有在印制的过程中从印刷板40的雕刻区域46和48(参见图3)吸收的油墨膜36或38。

在第一印制子区域26覆盖有油墨膜厚度为D的油墨膜36，并在中间色调图像12内以第一亮度值显现。所述第一亮度值由印制油墨的浓度和所使用的钞票纸确定。

第二印制子区域28覆盖有油墨膜38。油墨膜38的厚度D和第一子区域26的油墨膜36相同。然而，和第一子区域相反，第二子区域28的图像被形成为具有一部分非印制的空白区域W。空白区域W在至少一个维度的大小低于肉眼的极限分辨率，因此没有辅助工具它是不可以分辨的。

因此，第二印制子区域28对于肉眼来说表现为一致的完全印制的表面。然而，尽管具有相同的油墨膜厚度D，但是由于存在一定量的空白，它以第二亮度值在中间色调图像12内显示，其中第二亮度值高于子区域26的第一亮度值。

利用这种方式，如果油墨膜的厚度是一致的，一定量的空白可用来设置多个不同亮度值的各个值，其各个值可达到第一子区域26的连续的油墨膜36的亮度。因此，通过各个油墨膜厚度D和不同量的空白的组合，可以获得介于“白”和“黑”之间的亮度值大小(或用于完全覆盖所使用的印制油墨的值)。应该理解，在中间色调图像中，并不一定需要通过所有表面的油墨膜36来表示的亮度值，而是可以有益地通过具有一定量的空白的子区域的表示所有发生的亮度值。

图3显示了与图2中的示出对应的相关凹版印刷板40的轮廓截面。在印刷板表面42中雕刻有第一雕刻区域46和第二雕刻区域48，各个区域具有相同的雕刻深度T。当在印制处理中，第一雕刻区域46被连续地形成并因此实现了连续的油墨膜36时，第二雕刻区域48配置有达到了印刷板表面42的高度的隔离物50，位于印刷板表面42的高度的表面52形成了非印制空白区域。

隔离物50以由使用的雕刻刀具限定的倾斜角度α，从位于印刷板表面42的高度的表面52延伸到印刷板的深度，在示例的实施方式中，凹版印刷板40的雕刻区域由旋转的铁笔(其倾斜角度对应于隔离物50中要引入的倾斜角度对应)雕刻。

为了以相同的雕刻深度产生不同的空白区域或不同量的空白，可沿着用于各个子区域的不同轨迹引导雕刻刀具。图4(a)到(e)显示了一些示例性的实施方式。在图中显示的是用放大镜或显微镜观看时的、数据载体的一致印制的子区域的各种俯视图。

图4(a)显示了第一部分60，其中相关的凹版印刷板包括一组平行划片线，其间隔大于划片线的线宽度。在该示例性的实施方式中，在例如15μm雕刻深度处伸长的是约为30-μm宽的划片线，划片线的宽度为60μm。在该图像中，这导致了完全肉眼可见的、并在放大镜或显微镜下显示的相对亮的子区域，图4(a)中示出的结构包括一组平行的印制线62和位于这些印制线之间的平行白线64。

使用相交格栅还可以产生有益的效果，例如使用由以某个角度β相交的两组平行划片线。在图4(b)中显示的部分70中，相交的线72在图像中产生了小的菱形空白区域74。在相应的凹版印刷板上，相交的划片线产生了小的棱椎突起(stump)，所述突起伸到印刷板表面，并且其非印制顶表面在凹版印刷中导致了所示的菱形空白区域74。

印刷板的划片线不需要是直的，如在部分80中所示，如图4(c)所示。在图4(c)中显示了两组相交的曲线82以及由它们包围的空白区域84。

空白区域还可以形成信息隐藏段，例如仅在适当的放大下可识别的字符串图案。纯粹出于示例，图4(d)和(e)的部分90和94显示了对上述涉及的简单改变，其中字母“D”形式的空白区域形成了正信息(在图4(d)中用标号92表示)或负信息(在图4(e)中用标号96表示)。在这里，通过划片线的线宽度和/或各个信息元素(在这里为“D”)的间隔还可设置不同的亮度值。当然还可以利用这种方式将更加复杂的信息引入到图像中。

Claims (32)

1.一种数据载体，其具有通过凹版印刷形成的中间色调图像，所述中间色调图像表现为具有某种亮度值的印制子区域，其中至少三个印制子区域具有不同的亮度值，所述不同亮度值中的一个或多个通过完全对于肉眼可见并具有一部分非印制空白区域的印制子区域形成。

2.如权利要求1所述的数据载体，其特征在于，所述不同亮度值的至少之一的非印制空白区域通过一组平行的白线形成。

3.如权利要求1或2所述的数据载体，其特征在于，所述不同亮度值的至少之一的非印制空白区域通过规则的十字线网屏形成。

4.如权利要求1所述的数据载体，其特征在于，所述不同亮度值的至少之一的非印制空白区域形成了信息的隐藏部分。

5.如权利要求4所述的数据载体，其特征在于，所述信息的隐藏部分是图案或字符串。

6.如权利要求1所述的数据载体，其特征在于，所述中间色调图像的印制子区域的至少之一通过触觉可觉察。

7.如权利要求1所述的数据载体，其特征在于，所述非印制空白区域在至少一个维度上的尺寸小于100μm。

8.如权利要求1所述的数据载体，其特征在于，至少六个印制的子区域具有不同的亮度值，所述不同亮度值中的每一个通过印制的子区域形成，所述印制的子区域被印制为完全对于肉眼可见，并具有一部分非印制的空白区域。

9.如权利要求1所述的数据载体，其特征在于，所述中间色调图像组成肖像。

10.用于印制中间色调图像的凹版印刷板，其在印刷板表面具有至少三个不同雕刻的区域用于印制不同亮度值，其特征在于，所述至少三个不同雕刻的区域的一个或多个表现为一部分非印制空白区域，所述非印制空白区域通过补片形成，所述补片位于印刷板表面与印刷板表面同高度，所述补片在至少一个维度上的大小小于肉眼的分辨率极限。

11.根据权利要求10所述的凹版印刷板，其特征在于，所述雕刻区域的至少之一的非印制空白区域通过一组平行的划片线形成。

12.根据权利要求10或11所述的凹版印刷板，其特征在于，所述雕刻区域的至少之一的非印制空白区域通过以一定角度相交的两组平行划片线形成，每一组的所述划片线相互平行。

13.根据权利要求12所述的凹版印刷板，其特征在于，所述两组划片线相交的角度在40°到80°到之间。

14.根据权利要求11所述的凹版印刷板，其特征在于，所述划片线的宽度低于60μm。

15.根据权利要求10所述的凹版印刷板，其特征在于，所述雕刻区域的至少之一的非印制空白区域形成了信息隐藏段。

16.根据权利要求15所述的凹版印刷板，其特征在于，所述信息隐藏段是图案或字符串。

17.根据权利要求10所述的凹版印刷板，其特征在于，所述补片以角度α朝印刷板的深度方向延伸，所述角度α相对于印刷板的表面法线为15°到60°。

18.根据权利要求10所述的凹版印刷板，其特征在于，所述的雕刻区域的至少之一为具有粗糙图案的基础区域。

19.根据权利要求10所述的凹版印刷板，其特征在于，为了印制不同的亮度值，提供至少六个不同雕刻的区域，所述区域的各个具有非印制空白区域部分。

20.一种用于印制具有多个不同亮度值的中间色调图像的凹版印刷方法，其中使用根据权利要求10到19中的凹版印刷板。

21.用于制造凹版印刷板的方法，所述凹版印刷板用于印制具有多个不同亮度值的中间色调图像，所述方法包括：

提供具有印刷板表面的印刷板；

在所述印刷板雕刻至少三个不同的区域，其中，在所述三个不同区域中的一个或多个中具有一部分非印制空白区域，所述非印制空白区域通过补片形成，所述补片位于印刷板表面与印刷板表面同高度，所述补片在至少一个维度上的大小小于肉眼的分辨率极限。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述雕刻区域的至少之一的非印制空白区域通过一组平行的划片线形成。

23.根据权利要求21或22所述的方法，其特征在于，所述雕刻区域的至少之一的非印制空白区域通过以一定角度相交的两组平行划片线形成，每一组的所述划片线相互平行。

24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于所述两组划片线相交的角度在40°到80°到之间。

25.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述划片线的宽度低于60μm。

26.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述雕刻区域的至少之一的非印制空白区域形成了信息隐藏段。

27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述信息隐藏段是图案或字符串。

28.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述补片以角度α朝印刷板的深度方向延伸，所述角度α相对于印刷板的表面法线为15°到60°。

29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，使用具有适当倾斜角α的雕刻刀具用于雕刻。

30.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，使用旋转铁笔用于雕刻。

31.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，通过激光束的方式或通过蚀刻执行所述的雕刻。

32.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，在所述雕刻区域的至少之一中产生具有粗糙图案的基础区域。

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