CN1605089A - 有价文件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数据载体、该数据载体的生产方法、以及适用于印制该数据载体的印刷板。该数据载体上印有可凭触觉感觉到的半色调的印刷图像。

Description

有价文件

技术领域

本发明涉及一种数据载体、该数据载体的生产方法、以及适用于印制该数据载体的印刷板。该数据载体上印有可凭触觉感觉到的半色调的印刷图像。

背景技术

根据本发明的数据载体具体地包括诸如钞票、身份证、护照、空白的支票格式纸、股票、证书、邮票、机票等防伪文件或有价文件以及记录单、封口印记、包装或其它用于保护产品的各种要素。在下文中，通常将以“数据载体”、“防伪文件或有价文件”这样简单的称呼来包括上面所述类型的文件。

这种数据载体的商业价值或实用价值远远超过材料本身的价值。这种数据载体必须采取合适的措施才能识别其可信性和辨别出是否仿制及伪造。因此，这种数据载体具有专门的防伪要素，该防伪要素是理想的不可仿造或伪造的，或是需要花费很大力气才能仿制或伪造的。

特别是在过去年代，那种依靠肉眼就能识别其真伪的防伪要素由于需要作出最大的努力才能仿制出来，因而获得了广泛应用。例如，水印标记，这种标记必须在造纸过程中才能加入到数据载体中。又如凹版印刷的图案基本花纹，这种图案基本花纹的可触知特征是复制机械所不能仿制的。

特别是在用于印刷诸如钞票等有价证券的数据载体的钢板印刷领域中，线条印刷或凹版印刷是一种重要的技术。

凹版印刷的特征是通过形成在印刷板上的凹陷的线条来制作所印刷的图像。印刷板上的墨汁转移区域就是印刷板表面上的凹陷区域。所述凹陷区域是用合适的雕刻工具加工出来或是用蚀刻工艺制成的。由于凹版印刷板机械加工所用的雕刻刀具通常是锥形的，因此刻纹的深度愈大印刷出来的线条就愈宽。另外，刻纹的深度增加所容纳的墨汁也愈多，因此所印刷出来的线条的不透光性也增加。

在凹版印刷板的蚀刻过程中，先在印刷板的非印刷区域上包覆上一层化学惰性涂料。然后用化学蚀刻的方法在印刷板的未包覆区域上形成刻纹，因此刻纹的深度主要取决于蚀刻的时间。在开始实际的印刷之前，先在刻有刻纹的印刷板上施加一层粘度均匀的墨汁，然后用擦拭片或擦拭圆筒去除掉印刷板表面上的多余墨汁，因此印刷板上留下的仅是凹陷部分中的墨汁。然后将基底，也就是纸，紧压到印刷板上，该纸基也就进入该印刷板的充满墨汁的凹陷区域内。然后从印刷板上取下纸基。印刷板凹陷部分内的墨汁被吸出来并粘附在纸基表面上而形成所印刷的图像。如果所用的是透明墨汁，墨汁的厚度就决定其色调。于是，在印制白色纸基的数据载体时，小厚度的墨层便可获得浅色调而厚的墨层便可获得暗色调。而墨层的厚度又转而在一定范围内取决于刻纹的深度。

和其它常用的诸如胶版印刷等方法相比，线条凹版印刷可以在数据载体上获得相对较厚的墨层。这是由于线条凹版印刷时对纸基加压，这使得纸基局部变形进入印刷板的刻纹中，因而形成较厚的墨层。这种较厚的墨层即便对于外行人也容易凭触觉感觉到，因而能够容易地识别出一个真实性的功能部件。这样的可触知性是复制工具所不能仿造的，因此线条凹版印刷具有高的防伪级别。

仅仅通过施加特殊的附加的作用力是不能在纸面上印上连续的印刷图像的。由于印刷板表面的非刻纹部分通常不会将任何墨汁传递到被印刷的纸上，因此所印刷的图像通常仅限于由窄线条组成的图案基本花纹。采用常规的凹版印刷技术不可能使连续的印刷图像具有可触知性。

还存在一种不同于线条凹版印刷技术的轮转凹版印刷技术(rotogravure)。轮转凹版印刷，特别是半色调轮转凹版印刷的特征是通过下列途径来生成印刷图像中的不同的灰度或色度值：在印刷板上有规律地配置印刷单元，各个单元之间以宽条纹间隔开，各个单元具有不同的尺寸和/或深度并具有不同的分布密度。轮转凹版印刷板用例如雕刻刀具来机械加工或是用电子束或激光束来加工。轮转凹版印刷通常使用流体墨汁及一把刮浆刀。其印刷原理为：各个不同深度的印刷单元内都充满流体墨汁。作为各个印刷单元的边界的网状条纹起到了支承刮浆刀的作用但自身不带有墨汁。但是印刷进行时，由于墨汁的可流动性，各个邻接印刷单元之间的条纹区域会被流动墨汁所渗透，印刷的图像就不再是精确地分隔开的了。结果可以获得一个准连续的印刷图像。但是由于所用的墨汁粘度不够，以及纸基和印刷板之间的接触压强较低，使得印刷图像难以形成起伏的立面结构因此不具有可触知性。

所以，常规的轮转凹版印刷及线条凹版印刷的缺点是仅用一次印刷不能够获得具有可触知性的连续的印刷图像。

发明内容

本发明的一个内容为提供一种高伪品检验性能(forgery-proofness)的数据载体，该数据载体具有图像性质的图案基本花纹，该图案基本花纹既是可触知的又是难以通过凹版印刷的印刷工艺及光冲击(optically striking)来仿造的。

本发明的另一个内容为提供一种用于印刷本发明数据载体的印刷板及相应的制造方法。

本发明的以上内容将体现在独立权利要求中。从属权利要求是对本发明的进一步改进。

本发明提供一种印刷在数据载体上的图像，该图像是一种凹版印刷的半色调图像。所述半色调图像至少有一部分表面包括直接邻接的印刷表面部分，该印刷表面部分具有某个色调值，并且，所述半色调图像至少有一部分可以通过触觉来感知。

根据本发明的“半色调图像”是在图像的最亮位置和最暗位置之间具有中间色调的区域的一种图像。对于一个黑白图像来说，“色调值”通常是指从白到黑的灰度标尺上的一个值。然而，本发明并不是仅涉及包含消色差颜色(亦即黑、白、灰)的白-黑半色调图像，而是还涉及包括一种或多种颜色的半色调图像，亦即包括所谓彩色的半色调图像。对于彩色半色调图像来说，“色调值”是指所涉及的颜色的白度。根据本发明的图像最好至少包括三个色调值。如果用于印刷的纸基的基本色例如纸的白色也被考虑在图像设计中，那么图像最好至少包括四种色调值例如黑、白、及另两种灰度值。在特别优选的实施例中，印刷图像包括多得多的色调值，因此图像不但能够表现出亮暗效果而且能够达到三维的效果。色调值的级别分得愈细，亦即色调值标尺愈长，图像基本要素便能够达到更好的三维表现。当色调值分级达到似乎相互连续起来时，印刷的图像便理想地达到照片的效果。然而试验证明，只要4个半色调等级就已经能够传递很逼真的半色调印刷效果了。当采用6个半色调等级时，即便是外行人也已经能够在照片的半色调图像上看出比较小的差别了。

半色调图像能够用来表示任何所要求的图案基本花纹。然而图画的表示是最佳的。肖像画的表示则是特别优选的，因为人类所培养的感知能力使其能够看出肖像的极端精细的区别，所以这类防伪要素的识别意义和保护意义也特别大。也可以将任何数目及任何形式的半色调图像组合成一个复杂的半色调图像。

因为常规的凹版印刷墨汁是透明的或带有某种程度的半透明性，通过合适的墨汁厚度以及背景色的选择可以获得不同白度及色彩饱和度的彩色色调或灰色调。在下文中，对根据本发明的不同的白度称之为“色调值”。仅仅通过所印刷的墨层的厚度调整，便可以使所印刷的局部表面获得不同的色调值。于是，当对一个白色数据载体进行印刷时，小的墨层厚度可获得浅色调而大的墨层厚度则可获得暗色调。取决于所用的墨汁和纸基，不但是白度而且颜色的饱和度也可能随着墨层的厚度变化而变化。正常情况下，墨层的厚度主要影响白度值及饱和度。然而，墨层厚度对饱和度和白度的影响要根据具体情况(亦即各种墨汁和纸基的具体情况)而确定。在正常的光照以及正常的视距条件下，如果邻近表面区域的墨层的厚度差异足够大，人眼便可以在没有任何帮助的情况下容易地感受到颜色反差。

为了制作一个根据本发明的印刷图像，首先是将原图，最好是一张肖像，按照色调值分成不同的表面部分。然后，根据所用的墨汁的不同，将各个色调值或色调值组群转换赋值为印刷板上的不同的雕刻深度。例如，对应于黑色的雕刻深度最大，对应于白色的雕刻深度最小或是不雕刻。原图上的所有色调值都将一一转换成印刷板上的雕刻深度。对于不同的墨汁，指定色调值所对应的印刷板雕刻深度是不同的。

这样的雕刻深度赋值可以容易地借助一个分级的灰色光楔来验证确定，该灰色光楔根据所讨论的墨汁制成。用于此目的的灰色光楔具有许多表面单元，这些表面单元经过校准而对应于不同的、确定的雕刻深度级别。例如，如果雕刻深度以每级5微米来分级，灰色光楔的第一单元的雕刻深度是5微米，下一个单元的雕刻深度为10微米，再下一个单元的雕刻深度为15微米，如此等等，直至最后一个单元的雕刻深度例如为100微米。每个单元的尺寸可以是例如5×5毫米²。各个单元之间以很窄的线条分隔开。

如果所用的灰色光楔用特定的墨汁印成，人们将可觉察到具有特定的浅色调值的第一单元和具有较暗色调值的下一单元之间的反差，而再下一单元则具有更暗色调值，如此等等，直至最后一个单元具有最暗的色调值。在每一个单元内却没有色调变化。根据有多少色调值将要用在要被印刷的半色调图像上，将印刷的图像所需的各种色调值具体分配到光楔上，便可通过该光楔而得到制作印刷板所需的雕刻深度值。

可以对各种墨汁分别进行这样的灰色光楔测试。如果墨汁的“透明度带宽”不足，亦即随着雕刻深度的增加色调值变化不大，则可采取本专业技术人员公知的措施来适应之。

如果半色调图像中的各个色调值区域的雕刻深度和印刷所用的墨汁的透明度相适应，那么就不需要采用通常的鉴别技术便可获得所要求的半色调分辨率。色调值仅仅以墨汁的透明度为基础。另外，所印得的半色调图像具有高低不平的立面结构，暗色调区域的高度大于浅色调区域。

“表面部分”是指构成本发明半色调图像的表面。表面部分可以是经过印刷的表面也可能是未经印刷的表面，该经过印刷的表面部分中至少有一部分是直接邻接的。“直接邻接”是指该邻接表面部分之间没有被该印刷图像的未印刷表面分隔开。优选的是，本发明的半色调图像中的经过印刷的表面部分所占的比例大于未经印刷表面部分所占的比例。同样优选的是，本发明半色调图像中的绝大部分表面是经过印刷的以致整个印刷物基本上是普遍地连续印刷的。邻接的表面部分可以具有不同的色调值，亦即具有不同的墨层厚度；但也可以具有相同的色调值，亦即相同的墨层厚度。未经印刷的表面部分主要是用来达到设计目的，具体地说，例如用来表示图像中的反光部分或发光部分。

为了增加数据载体的稳定性，可以在本发明半色调图像上覆盖上一层诸如漆膜那样的包覆层。所述漆膜中可以包括诸如发光物质等功能物质或其它的诸如液晶着色剂那样的效果着色剂。该漆膜可以是无光泽的或是有光泽的。此外，该保护性漆膜层还起增加光泽及保护印刷图像的作用。

诸如纸张、塑料箔膜、经过包覆的纸张、纸张和塑料箔膜的层叠、以及多层复合材料等各种合适的物质及数据载体材料都可用作凹版印刷的基底材料。本发明方法特别适于印刷诸如防伪文件以及例如钞票、股票、合同、证书、凭单等有价文件等数据载体，该数据载体必须满足关于伪品检验性能标准的严格要求。

本发明的制作数据载体的方法在印刷区域或印刷表面上以任何次序或直接地施加不同厚度的墨层，从而可以提供一种特别复杂的印刷图像。在凹版印刷图像的准备及表达中，这种方法使得设计自由度大大提高。

本发明的制作相应数据载体的印刷方法还具有相当大的经济效益，因为印刷表面上的不同厚度的墨层是仅以一种墨汁，而且是同一种墨汁，通过单一的印刷步骤来完成的。

如果印刷图像的各个表面部分之间的色调值频繁地变化，本发明防伪功能要素或防伪印刷图像的伪品检验性能最终将得到进一步的提高。本发明的印刷图像的各个表面部分的区域范围、和/或明暗反差、和/或可触知性都是各不相同的。各个印刷表面部分之间的精确对准、以及防伪印迹所达到的特殊光学效果只有通过凹版印刷才能够达到，亦即，必须使用一个其中的防伪印迹完全由精确对准的刻纹组成的印刷板。优选的是，印刷图像中携带墨汁的表面部分中的绝大多数是相互直接邻接的，因此所印得的印刷图像基本上呈现为普遍覆盖的连续的印刷图像。

本发明的凹版印刷板优选为用快速旋转的锥形雕刻刀具按照例如WO97/48555所述的方法来雕刻制成，基本上也可以用激光雕刻、蚀刻、或其它适用的去除材料的方法来制作。

当墨汁传递到数据载体上后，在墨汁没有干燥之前，墨汁有可能会跨越直接邻接表面部分之间的边界线而流入与其直接邻接的表面部分中去。为了防止出现这样的墨汁跨界流动现象，在印刷板上的具有不同刻纹深度的表面部分之间并入了一种根据WO 00/20216及WO 00/20217的所谓“隔离棱边(separation edges)”。所述隔离棱边具有带有锥度的楔形横断面。该横断面的顶点最好和印刷板上表面等高或是稍低于印刷板的上表面。

隔离棱边横断面的顶点沿着隔离棱边形成一个大的像刀刃似的一维的线条。该线条将印刷板上的不同刻纹深度区域分隔开，但又不造成不带墨汁的区域，该不带墨汁区域会使印有墨汁的印刷表面中断。由于印刷板上引入了这样的隔离棱边，即便是在直接邻接的印刷表面上印有不同厚度的墨层的情况下，粘度均匀的凹版印刷墨汁传递到基底上以后仍然能够保持其形态稳定。这就使得能够用凹版印刷技术来印刷非常精细的、以不同厚度的墨层堆成的具有高边缘清晰度的图像。

如果印刷板上的刻纹在开始印刷之前没有充上墨汁，或是至少没有完全充上墨汁，那么印刷板的未充墨汁区域便仅起压纹印刷板的作用。在凹版印刷工艺中可以利用这样的方法在基底上制作所谓隐蔽压纹。这样的压纹和上述的印刷表面具有相似的比例(similar proportions)和可触知性，只是不具有墨汁所产生的可视效果。

如此制作出来的印刷板可以用来印刷数据载体。

凹版印刷时所施加的强大接触压强也附加地在基底材料上产生一个压纹，该压纹也突显在基底材料的背面上。

将一个半色调原件转换成本发明的印刷图像的优选程序如下：

1.确定几个级别的色调值，这几个色调值将用来通过印刷技术描绘半色调原件(例如，一幅照片)。这里再次指出色调级别分得愈多，印刷图像就愈接近原件。然而，试验证明，只要5到6个色调值级别就足以进行充分精确的半色调复制。

2.对半色调原件进行色调值区分。

3.确定用于描绘半色调基本花纹的印刷用墨汁。

4.测定墨汁的透明度范围(除非已知)，并确定色调值和墨层厚度或印刷板刻纹深度之间的关系。

5.确定印刷板的各个待加工表面区域的雕刻深度、确定隔离棱边、吸墨结构等。

6.最好用WO 97/48555所述的雕刻工艺来去除印刷板的指定区域上的指定深度的材料以制作印刷板。

7.对印刷样件进行检验以评定印刷板的性能并作必要的修改。

根据本发明的数据载体由于具有凹版印刷图像的特征而不能用普通印刷方法来复制，因而提高了伪品检验性能。根据本发明的印刷图像的各个印刷表面部分的位置精确对准，这样的位置精确度对于以相继进行的两次独立印刷或压纹操作所得的两个印刷图像叠加而成的图像是不可能达到的。

本发明的数据载体的图像要素具有可触知性，因而能够有效地防止通过彩色照相或图像扫描技术对其进行仿造。

于是，凹版印刷，特别是钢版凹版印刷，能够提供一种特有的印刷或压纹图像，这种图像即使对于外行人也很容易识别但却不能用普通印刷方法来仿造。因此，钢版凹版印刷可以优选地用来印刷诸如防伪文件以及例如钞票、股票、合同、证书、凭单等有价文件等数据载体，该数据载体必须满足关于伪品检验性能标准的严格要求。

附图说明

通过下面所提供的示例及附图将能够更好的了解本发明的优点及特点。这里指出，所述的示例仅分别包括本发明的一项特点，但是本发明的示例也可以综合地包括这些特点。这些示例，包括优选实施例，并不对本发明的范围构成限制。附图所展示的尺寸比例不一定根据实际，而只是为了更清楚地说明问题。

图1所示是一张钞票的前视图；

图2所示为一个半色调图像原件；

图3所示为根据半色调图像原件转成的色调值区分图；

图4所示为根据本发明的半色调图像，该图像包括多个表面部分；

图5所示为一个半色调图像原件，该半色调图像原件上叠加了一个象素网纹；

图5a所示为图5的一个细部；

图5b所示为本发明的印刷图像的前视图；

图6所示为根据半色调图像原件转成的色调值区分图，该区分图上叠加了一个象素网纹；

图6a所示为图6的一个细部；

图6b所示为本发明的印刷图像的前视图；

图7所示为一个半色调图像原件，该半色调图像原件上叠加了一个按色调值区分的表面部分区分图；

图8所示为根据半色调图像原件转成的色调值区分图，该区分图上叠加了一个直线网纹；

图8a所示为图8的一个细部；

图8b所示为本发明的印刷图像的前视图；

图9所示为一个半色调图像原件，该半色调图像原件上叠加了一个直线网纹；

图9a所示为图9的一个细部；

图9b所示为本发明的一个印刷图像的前视图；

图10所示为本发明的印刷图像的另一个变型；

图10a及图10b所示为图10的细部，图中展示了精细结构；

图11所示为本发明的印刷图像的另一个变型；

图12所示为本发明的一个印刷图像的前视图，该印刷图像带有附加的可触知的结构要素；

图12a所示为本发明的一个印刷板的横截面图；

图12b所示为图12所示的本发明的数据载体沿着A-A线切割的截面图；

图13及图14所示为本发明的一个数据载体的横截面图；

图15所示为本发明的一个印刷板的横截面图。

具体实施方式

图1所示为作为数据载体1的一张钞票的简图。钞票的印刷图像通常由多个印刷图像叠加而成，这些图像分别由不同的印刷工艺印成。图中所示的钞票包括：例如，印刷图像2、背景图案3、序列号码4、以及本发明的印刷图像5。印刷图像2以常规的凹版印刷来实施，因此是以线条网纹中的线条间距或线条宽度的变化来描绘不同的白度。精细线条的背景图案3用胶版印刷方法来印制，而序列号码4用活版来印刷。此外，部分区域还可能用丝网印刷，等等。

图中，本发明的印刷图像5是一个肖像。在该示例中，图像5占据了钞票的一部分面积，图中所描绘的只是其示意图。下面将通过示例及附图对本发明的印刷图像、所印刷的数据载体及所使用的印刷板进行详细描述。

图2所示为一幅半色调图像，本发明以该图像作为半色调印刷图像的原件。在本例中该原件是一张黑白照片。这种照片上通常不存在肉眼可以看出的网格，图2中的可见网格仅仅是本说明书所加上的辅助网格，其目的是使得在印刷本说明书时也能够用印刷方法来复制该“照片”。图2所示的原件展示了肖像的细部，该原件图像是一个典型的半色调图像，该图像的最浅色调值和最暗色调值(这里是白、黑)之间存在许多中间色调。

根据本发明，对半色调原件图像进行了半色调区分。图3为图2所示的半色调图像原件转成的色调值区分图，图中包括5个色调值，亦即白、浅灰、中灰、深灰、以及黑。可以在图2所示的原件及图3所示的区分图上叠加上一个象素网纹，从而可以对所分割成的各个表面部分(象素)赋值以某个确定的色调值。

可以用任何根据要求形式的网纹来将原件分割成表面部分。不管是简单的、有规则的几何形状还是随机的、无规则的复杂的几何形状的网纹都可以使用。各表面部分的界限也同样可以随意确定。

因此，可以使用例如平行的、几乎平行的、螺旋形的、星形的、相交的、或缠结的线条系统，该线条可以是锯齿线、波纹线、弧线、圆弧线、或直线，或是组成诸如圆、椭圆、三角形、以及其它多边形等几何形状。

当然也可以用上述各种分割方案的组合方案来将印刷图像分割成表面部分。也可以随意地将原件分割为表面部分，唯一的限制是半色调图像的印刷区域中至少有一部分表面部分是直接邻接的。

对原件图像进行了色调值区分以后，便可对各个色调值区域赋值以刻纹深度值以将原件转换成凹版印刷板上的刻纹深度分布图。刻纹深度和使用的墨汁有关，并且基本上取决于所用墨汁的透明度带宽。

下面的示例将以举例的方式对本发明的实施例进行描述。

示例1

如果你要为你的上级领导的肖像进行最逼真的复制，合适的做法是对原件图像进行面积分解。这种面积分解展示在图4中。图中的表面部分6、7、8、9及10都是原件本身的一部分。这就意味着各个表面部分都是以原件的部分图像为基础的。在原件半色调区分制备工作中这样的区域分解是自动实施的。通过区域分解，对应于某个色调值的区域便成为一个表面部分，该表面部分随后便以一个统一的色调值来描绘。在经过区域分解的原件中，具体的色调值分成几个色调值级别，每个色调值级别以一个确定的色调值来描绘。例如，在分成5个级别的情况下，总的色调范围0到100％被分成例如5等分亦即：从1到20％、从21到40％、从41到60％等等。然后，每个色调级别范围都集中地用例如该级别范围中的最高色调值来描绘。亦即，色调值从1到20％的级别用例如色调值20％来统一描绘；色调值从21到40％的级别用色调值40％来统一描绘，等等。于是，所述例子的色调值便为0％、20％、40％、60％、80％、100％。然而，色调值范围的分级也可以是无规律的例如分成0％、30％、60％、80％、90％、100％。在这种情况下，对浅色调图像面积的重视程度就不如深色调图像部分。还要注意的是，区分色调值的区域通常不是联成一片的一个表面部分而是像几个岛屿似的散布在整个画面上。每个所述岛屿形区域确定一个根据本发明的具有相应色调值的表面部分。在整个印刷图像中，隶属于一个色调值的几个表面部分具有相同的刻纹深度或墨层厚度。在本示例中，叠加在原件上的网纹和代表某个色调值的表面区域的边界精确地相适应。在图4所示的图像中，这将导致例如存在三个黑色的表面部分6，这三个表面部分6的尺寸和原件上的黑色区域相同。此外，图中还存在相应的深灰区域7、中灰区域8、浅灰区域9、及白色区域10。于是，这些表面部分的尺寸以及随后的刻纹直接取决于原件图像表面。当这些表面部分的尺寸和所赋于的色调值以及相关的刻纹深度都确定后，将原件转换成印刷板刻纹所必须的数据便完备了。

在印刷图像中通常看不到图4中的黑色隔离线11。此隔离线11在图中的作用仅仅是为了更好的表示各个表面部分的边界。在印刷图像中，各表面部分和所述黑色隔离线区域直接邻接，二者之间没有任何线条隔开。如果印刷板上带有前面叙述过的高度刚好低于印刷板上表面的隔离棱边，那么在印刷图像的对应于图4中黑色线条的位置上也许能够见到非常细的浅色的但还是带有墨汁的印刷线条。另外，在所谓普遍印刷的印刷图像中，如果所用的基底材料是白色的话那么表面部分10是一个呈白色的非印刷区域。

示例2

示例1描述了如何依据图像基本花纹确定各个表面部分。除了该方法以外，本发明的一个实施例还可以将一个独立生成的网纹叠置到原件上以生成印刷图像的各个表面部分。根据该实施例，将该网纹叠放到原件图像上，原件便被分成完全独立于图像基本花纹的各个表面部分，这些表面部分和随后的根据本发明的印刷图像中的各表面部分相对应。原件的所述各个表面部分各被赋值以色调值。所用的网纹越精细，亦即组成本发明半色调图像的表面部分越小，则所能描绘的图像细节越多。然后，如上所述那样将所赋于的色调值转换成印刷板的刻纹深度值。

最简单的就是采用一种如图5所示的象素网纹。在图5中，这样的网纹叠放在图2所示的原件上。这样，原件被分解成许多同样的正方形表面部分12，每一个这样的表面部分12以一个单元/象素来表示。图5a是图5的一个细部，该细部以“x”来表示。如同示例1一节中所解释，图5及图5a中的黑线的作用仅是为了界定各个表面部分，在印刷图像中是看不到这些黑线的。

然后，给每一个单元或象素赋值以某一个色调值。如果一个单元中包括了多个色调值，那么可以用例如积分方法求出其平均值并据此确定该象素的色调值。由于图中的原件是如图2的常规半色调图像，此方法将图像区分成许多色调值级别，这些色调值都转换成相应的刻纹深度值。

和公知的轮转凹版印刷技术不同，根据本发明的各个象素的刻纹区域靠得如此之近，以致仅仅通过前面描述过的隔离棱边来分隔。在印刷板上这些隔离棱边“实实在在地”将各个象素(细胞)分隔开，但是在印刷过程中，不管墨汁的粘度如何，墨汁会从一个象素过渡到邻接的象素上去。于是象素之间就没有被非印刷带隔开，最多能够看到浅色的印刷条纹。所述浅色条纹通常非常细，因此在印刷图像上很不明显。于是所生成的图像如图5b所示，图中各象素的色调值已经是所赋于的相应的色调值。图5b中的浅色线条仅用来表明印刷板雕刻过程中的隔离棱边的位置以及印刷图像中各个表面部分的分界状况。在印刷图像中，该浅色线条并不是完全不印刷的区域。

为了表达清楚，图中所示的网纹相对比较粗糙，因此根据各个表面部分的色调值所转换得到的图像是比较概略的。如果要制作更精细的复制件，当然可以使用网孔尺寸明显小于图中网孔的网纹，所生成的象素将大大缩小而不会被肉眼看成是独立的单元了。

示例3

图6、图6a、及图6b所示的示例3和示例2同样地使用了象素网纹。二者的区别是示例3将象素网纹叠加在如图3的半色调区分图上而不是如图2的常规半色调图像上。

如同示例2一样，各个象素都分别赋值以某个色调值。由于原件仅限于5个色调值，图像转换成象素后也只包含5个色调值，如图6a所示。这样，本示例所构筑的图像仅包括确定数目的色调值以及相应的刻纹深度。

图6展示了由5个色调值区分的各个区域及所叠加的象素网纹组成的半色调图像。图6a所示为图6中的细部“x”，图中各象素的色调值已经是所赋于的相应的色调值。图6b所示为根据图6a所得到的印刷图像，图中每个象素对应于一个表面部分12。

示例2中的标号可以相似地用在本示例中。

示例4

首先，在图4所示的半色调区分图的基础上根据图像基本花纹本身来重新确定各个表面部分。然后，将所述表面部分叠置到如图2的常规半色调图像上，如图7所示。图中，这些重新生成的表面部分以黑线条11表示。

然后，给各个表面部分赋以某个色调值。然而，和示例1不同的是，所区分的色调级别不限于5个而是可以根据原件的情况而分成许多级别。示例1中的黑色表面部分进一步分成6、6′、6″以区分其中的从深灰色到黑色的表面部分，而不像示例1那样用唯一的色调值来描绘其中的整个表面部分6。对于示例1中的深灰表面部分和中灰表面部分同样进一步分别分成7、7′及8、8′。此外，不但可以对一个表面部分赋值以一个确定的色调值，而且也可以以一个色调值变化模型来描绘一个表面部分。所述色调值变化模型可以通过在印刷板中加入斜面的印刷技术来实现，也可以通过如后面的示例8及图14所示那样设置隔离条纹或吸墨条纹的途径来实施。

示例5

如图8所示，可以用一种直线网纹来替代象素网纹，并以该直线网纹将所叠加的如图3所示的半色调原件分成许多邻接的条带13。在本例中，原件叠加以水平的平行直线11。如前面所述，在步骤2中要对原件进行色调值区分，如果所区分的色调值沿着条带方向是变化的，那么这个条带就不能赋值以一个统一的色调值，该条带中的色调值便按照所作的色调值区分而变化。于是，可以将这个条带再分成几个表面部分，每个表面部分的上、下、左、右界限为：上、下界限就是所叠置的网纹线；左、右界限根据图像基本花纹来确定，务必使得同一个表面部分具有同一个色调值。对于那些没有充满条带整个宽度的表面部分，或是可以取整个宽度上的色调值的平均值来对其赋值，或是可以如图所示那样以位于网纹线之间的色调值区分线作为该表面部分的上边界或下边界。

图8a所示为图8中的细部“x”。作为例子，图中包括三个条带13。图8b所示为根据细部“x”所得到的印刷图像。

图8b中表面部分的浅色边界线的作用同样是为了表明各表面部分的准确形状以及表示印刷板上使用了隔离棱边。

这里采用了隔离棱边来区分赋予不同色调值的不同条带以及条带内的不同色调值区域。如果直线网纹的网纹线方向和擦拭片或擦拭圆筒的擦拭方向垂直，以上所述的区分方式可能是足够了。如果网纹线的方向和擦拭方向一致，那么对于条带内的具有同一个色调值而且尺寸较长的表面部分，就可能不得不以更多的隔离棱边来隔断这样长的表面部分以防止墨汁在印刷过程中溅出。隔离棱边可能会在印刷图像上生成又细又淡的印刷条纹。如果要想避免产生这种印刷条纹，可以在网纹线和印刷板表面上设置如示例8及图14所示的所谓“吸墨结构”。这种吸墨结构不凸出于印刷板上表面之上，在印刷图像上产生的印刷条纹比隔离棱边所造成的条纹更不明显。

示例6

图9所示的实施例和示例5及图8所示的实施例的不同之处在于：和直线网纹叠加的原件图像不是如图3所示的半色调区分图而是如图2所示的常规半色调图像。和示例5一样，各个表面部分的上、下界限是相应的网纹线11，而可以如图9a所示那样每个网纹线包括任何数目的色调值。可以通过一种印刷板来实现如此的条带内的色调值分布模型。这种印刷板的相应条带内刻有斜面，而相邻条带之间设有隔离棱边。由于印刷板中设有斜面，数据载体上便可生成厚度连续增加或减少的墨层。这样的墨层看上去就像是具有连续变淡或连续变深的色调变化。如同示例5一样，也可以在同一个条带内设置隔离棱边。此外也可以雕刻上吸墨结构来防止墨汁在不同的色调区域或不同的条带之间飞溅。图9b中的浅色线条是表示印刷图像上的各个表面部分，这些表面部分之间以隔离棱边来界定。

示例7

图10所示的实施例的各个表面部分是根据原件的结构要素来自由划定的。该实施例的图像区分不是在对原件照片色调值进行数学处理的基础上确定，而是根据原件图像的结构要素的走向而将原件分成各个表面部分。这里所谓的“结构要素”是指诸如明暗度、色彩等通过色调及表面部分来实现的图像要素。图10为图2所示肖像的程式化形式。图中采用了4个色调值，亦即白(10)、浅灰(9)、深灰(7)、及黑(6)。

示例8

图10a和图10b展示了眼眉毛“y”的不同的实施例。图10a和10b中的实施例和图10所示的实施例中的眼眉毛“y”的不同之点在于：图10中的眼眉毛是用混沌的黑色表面来表示的简单的印刷图像方案，而图10a及图10b中的眼眉毛“y”却具有和原件的图像基本花纹相关的精细结构。在图10a、10b实施例的相应印刷板中，不但刻有和眼眉毛相应的凹陷区域而且该区域还具有附加的粗糙花纹，该粗糙花纹使得印刷图像具有所要求的精细结构。

通过使用不同形式的雕刻刀具及改变刀具的走向，可以在已经雕刻过的表面部分上制作所述粗糙花纹。所述粗糙花纹首先可以起吸墨汁的作用，其次也影响印刷图像或压纹图像的光泽度和表观效果。基本的粗糙花纹是在用例如WO 97/48555所述的方法雕刻加工的印刷板的加工表面的基础上来加工得到的。如果该加工表面部分的尺寸已经加工到长和宽各为约100微米(这样的表面部分很适于用作例如吸墨结构)，使用较大顶部半径的圆头刀具以及采用紧贴加工表面的走刀轨迹(例如，余隙约10微米)则可得到表面光滑的刻纹，该刻纹所印刷或压纹的图像部分是光滑的并倾向于对光线呈反射作用；如果使用小顶部半径的点状切割刃刀具并且采用具有较大余隙(例如，大于50微米)的走刀轨迹，那么将获得表面粗糙的刻纹，该刻纹所印刷或压纹的图像部分将是无光泽的并对光线呈漫射作用。

这种粗糙花纹可以普遍地应用在整个印刷图像上。另一方面，在对印刷板或压纹印刷板中的个别区域部分进行加工时也可以改变走刀方向。对于以线型走刀轨迹来加工的刻纹来说，只要将走刀方向转过例如约90°，这样加工所得的印刷区域或压纹区域看上去就具有不同的反光效果。同样，采用直的或弯曲的走刀轨迹所得到的刻纹表面的反光效果和采用螺旋的或同心的走刀轨迹所得到的刻纹表面的反光效果也明显不同。这种不同的效果不但可以用来使素压或素印(blind embossing or print)结构更加引人注目或更加惊人，同时也提高了数据载体的伪品检验性能。这种备选的刻纹技术可以用来在印刷区域或压纹区域里有选择地加上一些精细结构，该精细结构以例如图形的方式来提供图像信息，该图像信息仅仅在某个观察角或反射角的条件下或是用放大镜观察时才能够清楚地识别。

如果上述精细结构是如图10a及图10b所示的结构，这种仅有的印刷板雕刻方法可以给眼眉毛区域添加上具有例如毛发效果的精细结构。在图10a中，雕刻刀具在待加工表面部分内的走刀轨迹是和加工区域的边界线同心的，而在图10b中雕刻刀具的走刀轨迹是平行的直线。其它的走刀轨迹，诸如斜阴影线、交叉网格等等，同样可以采用。

示例9

图11所示为一个根据本发明的半色调图像，该半色调图像具有如示例7那样根据原件的图像基本花纹确定的表面部分，这些表面部分被赋值以4种不同的色调值。和示例7不同的是图11中展示的不是一个肖像而是具有实感的图形要素和字母数字要素，每个单独的要素表示一个表面部分。图中的标号和示例7中的标号相似。

示例10

如本文开始时所述，本发明的半色调图像由于不同色调值的表面部分上的墨层厚度及纸基压纹深度不同因此已经具有一定的可触知性。如果要想更进一步的提高本发明印刷图像的可触知性，可以在如示例1到示例9所获得的印刷图像上另外加入一些可触知的结构。这样的可触知结构可以考虑设置在凹版印刷板的刻纹中，所以对于这样的实施例整个印刷图像只要一次印刷便能完成。该可触知结构要素的尺寸、色调值、以及布局要根据具体场合及所要求的可触知程度及视觉效果来考虑。

图12示意地展示了本发明的一个印刷图像20，该印刷图像20包括一个灰色光楔及一个附加的可触知结构要素。该灰色光楔包括4个分别具有4个不同色调值的正方形21、22、23、24。每个正方形的边长为例如5毫米。每个正方形分别对应于一个表面部分。

此“半色调图像”由于其印刷图像带有高低不平的立面结构因此已经具有一定的可触知性。由于其灰度值连续地从“深”到“浅”，因此通过触觉便能触知到该光楔的开始部分，亦即黑色部分。然而接下去的几个级别就不能同样容易地感觉到，因为它们之间的厚度级差较小。因此在这些正方块的基本花纹中各并入一个黑色的小圆25、26、27、28作为附加的可触知结构要素。该附加的可触知结构要素的雕刻深度必须比黑色色调值区域的雕刻深度更大，这样，该结构要素便可以比灰色光楔的黑色表面部分21具有更大的起伏幅度。于是，该结构要素25到28便像“鼓包”一样凸起在所述正方形表面部分上。该“鼓包”表面部分的范围由印刷板上的隔离棱边来界定，其边缘在印刷图像上表现得非常整齐。在所有这些正方形表面部分上，即使在黑色正方形表面上也罢，该可触知结构要素都可以容易地从各个方向被感觉到，不管该正方形的灰度值或二者之间的反差是多大。结构要素25的光学色调值和正方形21相同，因此二者从视觉上难以区分而必须通过触觉来感知。该可触知结构要素不但可以是圆形而且也可以其它的诸如正方形、字母等形状。可以随意地在基本花纹上设置独特的可触知结构要素。在本实施例中，可触知结构要素被设置在每一个正方形表面部分的中心位置上。但是可触知结构要素同样也可以仅设置在第二正方形表面部分或仅设置在第三正方形表面部分。可触知结构要素的形状、尺寸、以及色调值都可以是不同的。

在另一个实施例中，示例1及图4所述的各个表面部分可以例如具体地以各自的边界来相互界定，在印刷图像中这些边界都是可触知的并可看得到的。示例1及图4中看不到的黑色线条在本实施例中是既可凭触觉又可凭视觉感知到的。这些线条优选为以非常暗的色调来表示，特别优选为以黑色调表示。这样，印刷图像中的这些线条便能够更容易的感知到而可以用作为附加的可触知结构要素。例如，这些线条本身的厚度可以是变化的。这些线条也可以仅设置在图像基本要素的局部区域中。

如果可触知结构要素具有比周围表面部分更深的色调值，便能够有利于提高其可触知性。因为深色调值同时意味着墨层厚度及压纹深度有更大的变化幅度因此能够更容易地被触知到。然而，浅色调值的结构要素也是可能使用的。如果可触知结构要素的面积不是太小，那么选用浅色调值也是有正面效应的，因为浅色调值的结构要素通常没有标记，它们比矗立在印刷图像中的其它结构要素更难被触知到。在本例中，所述的可触知结构要素中的一部分仅仅可凭触觉来感知而另外部分则既可触知又可凭视觉感知。并合在第一正方形背景21中的结构要素25是仅可触知的，因为结构要素25和背景正方形21二者具有相同的色调值，但是结构要素25是用深度更大的刻纹制成的，因此其立面变化幅度更大于背景正方形。结构要素25和边界正方形21虽然具有不同的墨层厚度，但二者的墨层厚度选择得都使得墨层不再透明，所以二者具有相同的色调值，致使从正前方方向看起来不能将二者区别开来。如果从一个斜射的方向来观察，取决于具体结构情况，则有可能看得到结构要素25。这是因为即使从正面看来不能将该结构要素25和背景区别开，但斜射的视线将看到二者具有不同的阴影。在这种场合下，该结构要素25可以用来使印刷图像具有可斜视见到的信息，这可以用来作为一个附加的授权功能部件。如果要求设置一个看不到但可触知的结构，那么该结构要素必须选择为和背景具有相同的色调值但具有不同于背景的立面结构。

由于触觉感知是一种主观的感觉，能够被人们触知的立面高度值只能大致地确定。一个立面印刷物的可触知性不但和立面高度的绝对值及个人的感觉能力有关还取决于该印刷结构的表面范围及周围是否还存在其它立面结构。

然而，可以给出大略的准则范围如下。用凹版印刷印得的印刷物的可触知的立面高度为约50微米，能够容易地触知的立面高度为从约50微米到约60微米之间，能够清楚地触知的立面高度为约大于60微米。

图12a所示为用来印刷图12所示印刷图像的根据本发明的凹版印刷板30沿着A-A线剖切的截面图。刻纹区域31、32、33、34分别对应于四个并入了可触知结构要素的正方形部分。各个正方形及结构要素的边界由隔离棱边39来界定，该隔离棱边39的顶部不达到印刷板顶面。在区域34上设有附加的吸墨结构，该吸墨结构图中以锯齿形图形表示，该吸墨结构在正方形24中生成了一个表面纹理(见图12b)。

图12b所示为一个带有如图12所示印刷图像的数据载体40的截面图，该截面图对应于图12中的剖切线A-A。基底50上形成了不同程度的纸基压纹和墨层，该压纹和墨层的深度或厚度取决于印刷板的刻纹深度。背景正方形区域21具有很强的压纹以及很厚的墨层41。正方形22、23、24的压纹和墨汁相应为42、43、44，该压纹和墨汁的强度和色调值顺次逐级减少或变浅到右边那个正方形的值。附加的可触知结构要素25、26、27、28像不同高度的驼峰一样呈现在图中。

必须指出的是，数据载体表面上的立面结构和印刷板上的刻纹深度并不是匹配一致的。图12b所示的表面立面结构仅是理想的形式。印刷所生成的表面立面结构是由基底材料的压缩变形和墨层的堆积形成的。立面结构的总高度是相对于数据载体的正常表面亦即未经压纹和印刷的表面而言的。实际上，所压成的基底材料的立面结构和印刷板的刻纹之间具有非常明显的差异。因为在印刷过程中基底材料并不会被压到印刷板的刻纹的底面位置上，而印刷板凹处内的墨汁也不会全部传递到数据载体上。因此，用于生成立面结构的印刷板的刻纹深度通常在约40微米到约250微米范围内，优选为约55微米到约150微米范围内。这样的印刷板所制成的立面结构的高度通常在约5微米到100微米范围内，优选为约25微米到约80微米。根据上述刻纹深度的印刷板印刷所得的数据载体表面到底是否具有立面结构还和刻纹的侧面陡峭程度、所印刷的基底的特性(强度、塑性变形能力等)以及墨汁特性有关。

由于所得印刷图像的立面高度不但取决于印刷板的刻纹深度而且还如上所述地取决于基底和墨汁的特性，一个40微米深的刻纹在极端的条件下可以印得一个立面的印刷物，而在不同的材料特性和印刷参数下一个50微米深的刻纹却可能只能印得一个平面的印刷物。然而，在各种不同的具体情况下，刻纹技术所印得的印刷图像的立面高度总是大于所谓平面的、无触知性的图像表面。

示例11

图13到图15以举例的方式来描述根据本发明的印刷板及所印刷的数据载体。然而这里指出，本发明的范围不限于这些特定实施例的具体的一般性的描述内容。

图13到图15以举例的方式示意地展示了本发明凹版印刷板60的刻纹表面的细节，该印刷板60可以用来印刷如图4的印刷图像。该印刷板的凹处61具有非常深的刻纹深度因而形成印刷图像中的例如一个黑色部分。和该黑色部分直接邻接并以隔离棱边39相隔的是一个刻纹深度较浅的刻纹区域62，该区域62在印刷图像中形成一个例如浅灰色区域。紧接在浅灰色区域后面的是一个中灰色表面部分，该表面部分对应于印刷板中的刻纹区域63。再下一个深灰色区域则对应于印刷板中的刻纹深度更大一些的较宽的区域64。在中灰色的区域65以后的是印刷板上的最后一个刻纹表面部分66，该表面部分66在印刷图像上呈浅灰色。从61到66的所有刻纹表面部分之间以隔离棱边39来间隔开。图14所示的印刷板和图13中的印刷板相似，其区别仅在于区域66由于宽度大的原因而附加地设置有吸墨汁结构，该吸墨汁结构以其底部的锯齿形图形来表示。

图15所示为和所述印刷板对应的印刷数据载体70的横截面。在本示例中，基底50是钞票，该票据以透明的凹版印刷墨汁来印刷并在印刷过程中产生变形。如上所述，印刷板上的深的刻纹产生强的压纹区域并带有厚的墨层，而不深的刻纹部分则产生不强的亦即变形不大的压纹，并且从印刷板传递到数据载体上的墨汁量也不多。图13中的结构部分61对应于图15中的区域71。可以清楚地看到该区域71具有强的压纹以及厚的墨层。区域71的右边的缺口79是由隔离棱边39生成的。带有的墨汁比区域71较少而呈浅灰色的印刷区域72邻接在区域71后面，尽管二者之间存在隔离棱边但在印刷图像上它们之间是看不到缝隙的。区域73及75呈中灰色，这两个区域具有较强的压纹并带有较多的墨汁。而具有很强的压纹强度并带有很厚墨层的区域74则在印刷图像上呈现深灰色。而具有很轻的压纹强度并带有很薄墨层的区域76则在印刷图像上呈现浅灰色。该印刷图像在所描述的区域里显示出一种有特色的立面结构，这种立面结构由压纹及墨层构成。所述立面结构就连外行人也容易感觉到，该立面结构是一种可以清楚地检测到的防伪判据。

Claims (19)

1.一种具有至少一个半色调图像的数据载体(1)，该半色调图像由凹版印刷产生，该半色调图像的至少一部分图像区域内包括直接邻接的印刷表面部分，其特征为，所述表面部分具有某个色调值，并且该图像的至少一部分区域是可以凭触觉感知的。

2.如权利要求1的数据载体，其特征为，该数据载体至少呈现三个不同的色调值。

3.如权利要求1或2的数据载体，其特征为，所述半色调图像描绘一个肖像。

4.根据以上权利要求至少一项的数据载体，其特征为，所述表面部分由叠置在半色调原件上的网纹得到。

5.根据以上权利要求至少一项的数据载体，其特征为，所述网纹是象素网纹。

6.根据以上权利要求至少一项的数据载体，其特征为，所述网纹由半色调原件的图像信息得到。

7.根据以上权利要求至少一项的数据载体，其特征为，所述表面部分是可触知的。

8.根据以上权利要求至少一项的数据载体，其特征为，所述半色调图像具有附加的可触知结构要素。

9.根据以上权利要求至少一项的数据载体，其特征为，各个所述表面部分中设置了一个可触知结构要素。

10.根据以上权利要求至少一项的数据载体，其特征为，所述可触知结构要素比所述表面部分具有更大或更小的变化幅度。

11.根据以上权利要求至少一项的数据载体，其特征为，所述可触知结构要素是不能凭视觉感知的。

12.根据以上权利要求至少一项的数据载体，其特征为，所述表面部分的至少一部分区域内设有粗糙图案，该粗糙图案产生可以凭视觉感知的反光效果。

13.根据以上权利要求至少一项的数据载体，其特征为，所述半色调图像的至少一部分区域内叠加了精细结构，该精细结构影响了该部分区域的直观外表，该精细结构在各个表面部分内具有不同的方向性。

14.一种数据载体，该数据载体用根据权利要求16至18的印刷板印制。

15.一种产生包括半色调图像的数据载体的方法，该方法包括下列步骤：

a)提供一种数据载体材料；

b)制造根据权利要求16至18中至少一项的凹版印刷板；以及

c)用步骤(b)所制造的凹版印刷板对所述数据载体材料进行印刷。

16.一种用于印刷半色调图像的凹版印刷板，在该凹版印刷板的表面上具有至少一个刻纹区域，其特征为，所述刻纹区域的至少一部分区域内具有直接邻接的多个表面部分，这些表面部分具有某个刻纹深度。

17.根据以上权利要求至少一项的凹版印刷板，其特征为，所述多个表面部分具有相同和/或不同的刻纹深度。

18.根据以上权利要求至少一项的凹版印刷板，其特征为，所述多个表面部分存在有至少三个不同的刻纹深度。

19.一种生产根据权利要求16至18中至少一项的凹版印刷板的方法，该方法包括下列步骤：

a)将半色调原件转换成多个表面部分；

b)给各个表面部分赋值以某个色调值；

c)对各个所述色调值赋值以某个刻纹深度；和

d)将所述各个表面部分根据所赋予的刻纹深度雕刻在印刷板表面中。

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