CN101480866A - 印刷机 - Google Patents

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Abstract

所述印刷机包括用于将基片(1)传送到压印滚筒(6)上的至少一个传输系统(5)和带有刮墨刀的至少一个圆筒形或平面形状的丝网(7，8)，所述丝网滚筒与压印(6)协作并将用含有被磁场定向的颜料的油墨印刷基片，以及用于运走基片(1)的卸载系统(9)。所述压印滚筒包括在它的压痕表面上的至少一个磁性元件，所述磁性元件放置在位于所述基片上由所述丝网(7，8)形成的所述压痕相对应的位置。

Description

印刷机
本申请是申请日为2004年6月29日、申请号为200480018424.5、发明名称为“印刷机”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及单张纸给纸(sheet-fed)或卷筒纸给纸(web-fed)印刷机、印刷方法和用于纸式证券的安全元件(security element)。
背景技术
在纸式证券领域，尤其是纸币，越来越多地需要防止伪造的安全元件。在最近几年，计算机、扫描仪和复印机经历了显著的技术进步并且目前以合理的价格购得高性能的设备是可能的。既然这种设备的性能已经变得非常优异，就需要开发其自身也具有更优异性能的新防安全元件，用于纸式证券如纸币、支票、信用卡、护照或身份证和其它类似的文件安全元件，以防止这些文件被伪造和防止它们可能被当前的计算机、扫描仪和复印机复制。
已知的用于抵御伪造的安全元件，举例来说，由多色线条和/或图案的叠加组合构成，这些组合仅在一定条件如紫外光下或在对着光举起的时候可见。这些安全元件的优点是它们在将被防护的纸件上易于印刷或设置和能够使用简单的设备、甚至使用裸眼进行检测，但是不能使用当前的印刷机、扫描仪和复印机复制。
举例来说，作为参考被引入本申请的美国专利US6,050,606描述了纸式证券如纸币的安全元件。此安全元件形成有具有至少两个并列区的背景，各区具有其自身的几何图案，所述的区具有不同的色密度。安全元件进一步包括对应于最小色密度区的图案，该图案以选定的颜色被重叠印刷在所述区上以补偿所述两区之间的色密度差别。这样，在裸眼下安全元件显示为均匀且无图案的，但是如果所述标记被复印，此图案变得清晰可见。
作为参考被引入本申请的美国专利US5,443,579描述了另一种在基片上印刷潜像的方法。根据此专利，浮雕线条的印刷结合无浮雕线条的印刷。这样，产生了不能被复印机或其它光学机械方法复制的彩色潜像。
作为参考被引入本申请的美国专利US5,853,197和US5,487,567显示了裸眼不易于看到而相反在复印或扫描复制时明显可见的安全元件。
另一项特有技术使用水印，其中基片如纸用只有被举起到光线下可见的线条或图案进行标记。此项技术的另一个发展涉及由基片中创建的窗口所形成的伪水印，此技术尤其用于通常自身不透明的纸基片，所述窗口自身是透明的。
作为参考其内容被引入本申请的美国专利US6,082,778描述了防止被复印机非授权复制的身份证。在此专利中，构思是通过将金属薄膜提供的保护效果与额外层的物理、尤其光学性能结合建造安全元件，其组合效果阻止身份证被复制。在一透明的保护层下在具有特定光学性能的层上面有一层金属。在第一实施例中，金属层在局部被去除，于是裸露具有特殊光学性能的层，也就是使之在去除金属区可见。层间对比度差异使去除金属形成的标记容易被裸眼识别。在一个特定的实施例中，具有特殊光学性能的层为深色，如黑色。金属化区域的直接反射和具有高吸收率的层(黑色层)的组合防止了对比度差异被检测到，这样在此安全元件的复制件上去除金属形成的信息完全消失。
在又一个实施例中，具有特殊光学性能的层包含荧光或磷光物质，在复印机光的照射下荧光或磷光物质不会发射可见光谱中任一波长的任何光，这就意味着此区域也不能被复制。
根据现有技术中已知的其它技术，利用激光直接标记基片或标记施加到所述基片的层，和由此产生使用复印机或扫描仪不能复制的安全元件。
其它的安全元件使用采用金属补丁(已知为“箔”)或全息图形式和也具有波纹(moires)和其它类似图案的光可变器件(“OVD”)，所有这些形式，一方面，如果使用当前设备复制也非常难以复制，另一方面，使用适当的设备或用裸眼进行视觉检测非常容易。
也已知使用特殊油墨如光可变油墨用于在纸式证券基片上印刷特定的图案或几何形状。这些油墨在现有技术中本身已知，包含具有光可变效果的颜料并且根据它们被观测的角度改变颜色。例如，公开专利US2002/0160194 A1，US 2002/0182383 A1和EP1239307公开了这样的油墨，因为它们描述了这种油墨和成分，它们的内容作为参考被引入本申请中。
当使用这些油墨时，已经发现包含额外磁性层、带有光可变效果的颜料可以借助于磁场定向，由此产生特定的效果。此特定技术由公开专利US6,103,361，US5,630,877，WO03/000801和US5,364,689所公开并作为参考被引入本申请。
然而，当使用光可变油墨印刷时遇到的一个问题在于，此油墨通常用于印刷纸式证券(如纸币)的面值，此面值通常标记为与纸币的长度方向平行。另外，当纸式证券围绕平行于它的长度方向的轴线转动(上下运动)而不是围绕平行于它的宽度方向的轴线(左右运动)转动时，仍然追求建立可视的光学效果，第一运动对于使用者更直观。
传统地，以矩阵形式排列的纸式证券的纸承载压痕(impression)沿所述压痕的宽度方向运动，这样在传统印刷机中静止磁场的一体化使运动平行于压痕的宽度以产生可视效果(上面提到的左右转动)。如果要在希望的方向(上面提到的上下转动)获得特定的效果，在希望的方向(上面提到的上下转动方向)产生的效果使纸页移动方向改变。于是，现有的机器需要重大改动，这几乎没有经济利益并且增加了印刷所需的时间。
因此，本发明的一个目的是改进已知的方法和设备。
发明内容
本发明的另一个目的是提供一种印刷机和一种由该印刷机采用的能增强印刷安全性的方法。
尤其是，本发明的一个目的是提供一种能以简单的方式并入现存机器中的印刷系统，尤其适用于纸式证券的系统。
本发明的又一个目的是使得到适用于纸式证券的特定的印刷方法。
本发明的另一个目的是提供一种改进的安全元件。
本发明由权利要求书的特征限定。
附图说明
从几个实施例的描述和参照附图将会更好地理解本发明，附图中：
图1显示了丝网印刷机的示意图，
图2显示了根据本发明的压印滚筒的一个实施例，
图3A和3B显示了图2实施例的两个变体，
图4显示了本发明获得的效果的工作视图，
图4A和4B示意性地显示了具有可变光学效果的磁性颜料的方向的第一设置，
图5A和5B示意性地显示了具有可变光学效果的磁性颜料的方向的第二设置，
图6A和6B示意性地显示了具有可变光学效果的磁性颜料的方向的第三设置。
具体实施方式
首先参照图1描述传统的单张纸给纸印刷机。在专利US6,109,172中已经详细地描述了这种已知的印刷机，并且由于涉及到丝网印刷机的操作原理，它的内容作为参考包含在本申请中。该印刷机包括包含印刷用的纸的箱1、沿路径3向给纸滚筒4连续传送纸张的给纸器件2、用于将连续的纸张传输到压印滚筒6上的传输滚筒5、带有刮墨刀并与压印滚筒6协作的两个丝网滚筒7和8，以及一旦纸页印刷完毕将其输送到出口箱10的链式叼纸系统(gripper system)9。
由于印刷机包括带有刮墨刀55、56的两个丝网滚筒7和8，它能够以两种颜色在连续纸页上丝网印刷。在压印滚筒6上纸张首先通过第一丝网滚筒7，此时它们被丝网印刷第一种颜色，然后它们通过第二丝网滚筒8，在那里它们被丝网印刷第二种颜色。此第二次压痕可以印刷在与第一丝网滚筒7印刷的压痕不相同的区域中或在同一区域中。在后面一种情况下，需要增加用于干燥第一丝网滚筒7沉积的油墨的系统，例如紫外灯或一些其它的等效系统。
图2显示了根据本发明、图1结构中的压印滚筒6的截面，也就是被给纸滚筒、两个丝网滚筒7和8、一个卸载系统9如叼纸链和干燥系统10如紫外灯所围绕的压印滚筒6。
根据本发明，压印滚筒6包括对应于基片纸上的各压痕分散放置的多个磁铁12、13和14，各套磁体由压印滚筒6中的凹槽15、16、17分隔开，其中放置用于支持纸张在压印滚筒6上的叼纸系统。这些磁体可以通过任何适当的方法被固定到滚筒上，具体可以采用粘结、螺纹连接或一些等同手段。
根据本发明的第一变体，磁性元件59(例如磁体)没有直接放置在压印滚筒6中而是放在卸载滚筒57中。
根据本发明的第二变体，磁性元件60(如磁体)沿基片传递方向放置在位于卸载滚筒和紫外灯10之间的中间滚筒58中。
根据又一变体，磁体放置在压印滚筒6和/或卸载滚筒57和/或中间滚筒58中。
两个变体的优点是，由于压印滚筒6的不平坦表面，它们能够保持传统的压印滚筒而不会在压痕中产生鼓块或凹陷。
图3A和3B示意性地显示了带有两个磁体变体的压印滚筒的两个局部视图。在第一变体(图3A)中，压印滚筒6包括至少一个凹槽18，夹持被印刷的基片1的叼纸系统19位于其中。
滚筒另外包括第二凹槽20，其中磁体21、22对应于基片(未示出)上的压痕位置分散放置。磁体21、22被非磁性材料片24遮盖，例如铝或不锈钢。在此变体中，磁体21、22是永久磁铁。
在图3B的变体中，相同的元件以与图3A相同的方式标记，而差异是磁体所用的方式。在此变体中，使用线圈25、26。
参照图3A和3B阐述的压印滚筒6的原理肯定以相同的方式适用于上面所述的本发明的变体，当它是支持磁性元件的卸载滚筒57和/或中间滚筒58时。
本发明所用的原理示意性地显示在图4中。此图显示了光可变油墨的压痕已经沉积在其上的基片27，如一张纸。压印滚筒6包括，如图所示，产生图中所示磁力线29、30的永久磁铁28。此外，由于光可变油墨包含具有光可变效果的磁性颜料，磁力线29、30将沿图4所指方向使这些颜料定向。在中心区31中，颜料会竖直排列，而在外侧区域32和33，颜料将采取较为水平的方式，如图所示。这样，根据压痕被观测的角度，压痕的外观颜色会改变，而方向上的变化会在压痕中产生对随着颜色变化的压痕的动态效果。
根据本发明的系统的一个优点是，由于纸页相对于磁体静止，避免了上述问题，即相对于要建立光学效果的方向，与纸页移动的习惯方向有关的问题。现在可能的是，建立这种效果而没有改变连续纸页的移动方向，或者甚至在一张相同的纸页上，在不同方向(其可以或可以不相互垂直)建立具有光学效果的安全元件，而没有影响连续纸页的移动方向或使用光可变油墨印刷连续压痕的需要。
图4A和4B显示了能够根据本发明的设备获得的第一光学效果。在图4A中，在包含具有可变光效果的磁性颜料的油墨中压痕40形成数字“100”。为了正确地显示所得的效果，此压痕40的上半部颜色较淡而其下半部较深。
图4A中的压痕41显示了与压痕40相同的压痕，除了经历了绕轴X的旋转以改变压痕被观测的角度。从此位置，现在是下半部颜色较淡而上半部颜色较深。
为了获得此效果，颜料借助于磁体调整方向，如图4B所示的A-A剖面，也就是说在左边部分42中大致45°而在右边部分43中大致为135°。
这样，通过围绕轴X在两个方向旋转，获得在压痕的两半部中的预定的颜色变化并带来动态的光效果，采用传统的方法如扫描或复印不能复制此光效果。
参照图5A和5B描述能由本发明获得的第二光效果。压痕44形成数字“100”并包括上部较淡的区域。通过围绕轴X转动压痕，然后较淡的区域在压痕中移动，如压痕45和46所示，以移动到压痕的中心部分(压痕45)和其下半部分(压痕46)。
这种光学效果是通过对应于图5A的B-B剖面的图5B所示的使颜料定向而获得的。如图所示(从左到右)，颜料的方向是首先基本竖直(区47)，然后逐渐达到水平方向(区48)，然后最终回到基本竖直的方向(区49)。
这样，通过围绕轴X在两个方向转动，获得压痕中较淡区的移动的视觉效果并带来不可能通过复印或扫描复制的动态光学效果。
图6A和6B描述了第三光学效果。此效果通过使用相同的光可变油墨建立的两个叠加的压痕获得。当以右侧角度观测压痕时(压痕50)，压痕是明亮的并且背景无光泽。如果以任意方向不管怎么转动压痕，会有亮区和暗区的颠倒(压痕51)。此外，如果横向地改变方向(压痕52)，也获得颜色的变化。
这些光学效果通过图6B的C-C剖面所示的压痕获得，其中存在颜料沿第一方向走向的第一层53和颜料沿第二方向走向的第二层54，两个方向不同。在基片上连续沉积这些层，并且第一层53必须在第二层沉积前被干燥，以保持在所述第一层中颜料的方向。
本发明不限于所描述的实施例，而是可在所要求的保护范围内进行改变。例如，丝网可以由滚筒负载(如图1和2中的机器所示)，或丝网也可以是平坦的。
不同类型的油墨也是可能的，只要它们包含磁定向颜料。

Claims (11)

1、一种用于印刷采用单张纸或者连续卷筒纸形式的基片(1)的印刷机，所述基片用于接受至少一个压痕，所述印刷机包括用于将基片传送到压印滚筒(6)上的至少一个传输系统(5)和每一个都配备有刮墨刀(55，56)的圆筒形或平坦形状的第一和第二丝网(7，8)，该第一和第二丝网(7，8)与压印滚筒(6)协作并将用油墨通过丝网印刷来印刷基片(1)，所述印刷机还包括用于在印刷操作后从压印滚筒(6)运走基片(1)的卸载系统(9)，
其特征在于所述第二丝网(8)在与所述第一丝网(7)施加第一压痕相同的区域施加第二压痕，并且所述印刷机还包括用于在所述第二丝网(8)施加油墨之前干燥由所述第一丝网(7)施加的油墨的干燥系统。
2、如权利要求1所述的印刷机，其中所述干燥系统包括UV灯。
3、如权利要求1或2所述的印刷机，其中油墨含有能被磁场定向的颜料，并且其中所述压印滚筒(6)在其印刷表面上包括至少一个磁性元件(12、13、14)，用于在油墨干燥之前定向油墨中含有的所述颜料。
4、如权利要求1或2所述的印刷机，其中油墨含有能被磁场定向的颜料，并且其中所述卸载系统(9)包括在其表面上具有至少一个磁性元件(59，60)的滚筒(57，58)，用于在油墨干燥之前定向油墨中含有的所述颜料。
5、如权利要求1或2所述的印刷机，所述印刷机适于在所述基片(1)上施加以矩阵形式排列的多个压痕。
6、一种丝网印刷采用单张纸或者卷筒纸形状的基片(1)的方法，其中采用光学可变的油墨在所述基片(1)上形成第一和第二压痕，其特征在于包括下述步骤：
a.在基片(1)上形成所述第一压痕；
b.干燥所述第一压痕；
c.在第一压痕上形成所述第二压痕；以及
d.干燥所述第二压痕。
7、如权利要求6所述的方法，其中使用UV照射来执行所述第一压痕的干燥。
8、如权利要求6所述的方法，其中光学可变油墨含有能由磁场定向的颜料，并且其中所述第一和第二压痕在干燥之前经受磁场以使所述颜料定向。
9、如权利要求8所述的方法，其中以与第二压痕的油墨中含有的颜料不同的方向来定向第一压痕的油墨中含有的颜料。
10、如权利要求8所述的方法，其中通过其表面上载有至少一个磁性元件的滚筒来产生用于定向所述颜料所需要的磁场。
11、如权利要求6-10中任一项所述的方法，其中第一和第二压痕包括以矩阵形式排列的多个单独压痕。
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