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Die
Erfindung betrifft einen Datenträger mit einem Stichtiefdruckmotiv
sowie eine Stichtiefdruckplatte und ein Stichtiefdruckverfahren
zum Drucken eines Motivs und ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen
Stichtiefdruckplatte.
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Datenträger
im Sinne der vorliegenden Erfindung sind insbesondere Sicherheits-
oder Wertdokumente, wie Banknoten, Pässe, Ausweisdokumente, Scheckformulare,
Aktien, Urkunden, Briefmarken, Gutscheine, Flugscheine und dergleichen
sowie Etiketten, Siegel, Verpackungen und andere Elemente für
die Produktsicherung. Der Begriff „Datenträger" schließt
im Folgenden alle derartigen Dokumente und Produktsicherungsmittel
ein.
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Sicherheits-
und Wertdokumente, deren Handels- oder Nutzwert den Materialwert
bei weitem übersteigt, werden in der Regel durch geeignete Maßnahmen
als echt erkennbar und von Nachahmungen und Fälschungen
unterscheidbar gemacht. Sie werden dazu meist mit besonderen Sicherheitselementen
versehen, die idealerweise nicht oder nur mit großem Aufwand
nachahmbar und nicht verfälschbar sind.
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In
der Vergangenheit haben sich besonders solche Sicherheitselemente
bewährt, die vom Betrachter ohne Hilfsmittel identifiziert
und als echt erkannt werden können, gleichzeitig aber nur
mit hohem technischem oder wirtschaftlichem Aufwand hergestellt
werden können. Dabei handelt es sich beispielsweise um
Wasserzeichen, die nur während der Papierherstellung in
den Datenträger eingebracht werden können, oder
um im Stichtiefdruckverfahren erzeugte Druckbilder, die sich durch
eine auch für den Laien leicht erkennbare charakteristische
Taktilität auszeichnen, die sich durch andere Druckverfahren
und insbesondere durch Kopiergeräte oder Scanner nicht
reproduziert lässt.
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Die
Linien- bzw. Stichtiefdrucktechnik, insbesondere die Stahlstichtiefdrucktechnik,
hat insbesondere für das Bedrucken von Wertpapieren, wie
Banknoten und dergleichen, eine große Bedeutung. Der Stichtiefdruck
zeichnet sich dadurch aus, dass in die Druckplatten linienförmige
Vertiefungen eingebracht werden, um ein Druckbild zu erzeugen. Die
farbübertragenden Bereiche der Druckplatte liegen somit
als Vertiefungen in der Druckplattenoberfläche vor. Diese
Vertiefungen werden mittels eines geeigneten Gravierwerkzeuges,
durch Laserabtrag oder mittels Ätzung erzeugt. Bei der
mechanisch gefertigten Druckplatte für den Stichtiefdruck
wird aufgrund der üblicherweise konisch zulaufenden Gravierwerkzeuge
mit zunehmender Stichtiefe eine breitere Linie erzeugt. Außerdem
nimmt die Farbaufnahmefähigkeit der gravierten Linie und
damit die Opazität der gedruckten Linie mit zunehmender
Stichtiefe zu.
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Die
Linienstichtiefdrucktechnik lässt im Vergleich zu anderen
gängigen Drucktechniken, wie beispielsweise Offsetdruck,
einen relativ dicken Farbauftrag auf einem Datenträger
zu. Die im Linienstichtiefdruckverfahren erzeugte, vergleichsweise
dicke Farbschicht ist zusammen mit der partiellen Verformung der
Papieroberfläche, die durch das Einpressen des Papiers
in die Gravur der Druckplatte zustande kommt, bei entsprechender
Tiefe der Gravur auch für den Laien leicht manuell fühlbar
und so anhand ihrer Taktilität als Echtheitsmerkmal einfach
erkennbar. Die Taktilität ist mit einem Kopiergerät
nicht nachzuahmen, so dass die Linienstichtiefdrucktechnik einen hochwertigen
Schutz gegen Fälschungen bietet.
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Um
in einem Druckgang vollflächigen Druck mit taktilen Elementen
kombinieren zu können, ist in der Druckschrift
WO 03/052702 A2 vorgeschlagen worden,
einen Datenträger mit einem im Stichtiefdruck hergestellten
Halbtonbild zu versehen, das in wenigstens einem Teilbereich des
Bildes direkt aneinandergrenzende bedruckte Teilflächen
umfasst, wobei die Teilflächen bestimmte Tonwerte aufweisen und
wenigstens ein Teilbereich des Bildes taktil wahrnehmbar ist. Der
Begriff „Halbtonbild" bezeichnet dabei ein Bild, das zwischen
der hellsten und dunkelsten Bildstelle Zwischentöne aufweist.
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Zur
Herstellung eines solchen Druckbildes wird in der
WO 03/052702 A2 eine Vorlage
in halbtonwertbezogene Teilflächen unterteilt und den einzelnen
Tonwerten oder Gruppen von Tonwerten, abgestimmt auf die zur Anwendung
kommende Druckfarbe, unterschiedliche Gravurtiefen für
die herzustellende Druckplatte zugeordnet. Die Tonwerte der Vorlage
werden dabei in entsprechende Gravurtiefen auf der Druckplatte umgesetzt,
wobei die für die Erzeugung eines speziellen Tonwertes
notwendige Gravurtiefe von Druckfarbe zu Druckfarbe variieren kann.
In der praktischen Anwendung können mit derartigen Verfahren
besonders technische Darstellungen gut umgesetzt werden, während
andere Halbtondarstellungen, insbesondere Portraits, oft etwas unnatürlich wirken.
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Ausgehend
davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Datenträger
mit hoher Fälschungssicherheit zu schaffen, der ein im
Stichtiefdruck hergestelltes, bei Betrachtung als Halbtonbild erscheinendes
Motiv aufweist. Insbesondere soll das Stichtiefdruckmotiv auf vorteilhafte
Weise mit taktilen Elementen kombiniert werden können.
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Der
Begriff „Halbtonbild" wird in der Literatur zur Drucktechnik
und insbesondere auch in der Patentliteratur nicht einheitlich gebraucht.
Teilweise bezeichnet er nur „echte" Halbtonbilder, also
Bilder, deren Tonwerte echte Abstufungen zwischen Schwarz und Weiß zeigen,
wie sie etwa mit fotografischen Verfahren erzeugt werden können.
Im Bereich der Drucktechnik wird der Begriff jedoch auch oft für Strichbilder
verwendet, die eigentlich nur aus diskreten, druckenden (z. B. schwarzen)
und nichtdruckenden (z. B. weißen) Bildelementen bestehen,
bei denen die druckenden und nichtdruckenden Bildelemente jedoch
so fein ausgebildet sind, dass durch die integrierende Wirkung des
Auges für den Betrachter ein Bild entsteht, das echte Halbtonverläufe
aufzuweisen scheint. Bei den druckenden bzw. nichtdruckenden Bildelementen
handelt es sich typischerweise um Rasterpunkte, die in einem regelmäßigen
Raster mit kleiner Rasterweite angeordnet sind. Beispielsweise kann
das menschliche Auge bei normalem Leseabstand ab einem 60er-Raster,
d. h. einem Raster mit einer Rasterfrequenz 60 Linien/cm, die einzelnen
Punkte nicht mehr erkennen, das Bild erscheint für den
Betrachter visuell geglättet und wirkt wie ein echtes Halbtonbild
(siehe etwa H. Kipphan, Hrsg., Handbuch der Printmedien,
Springer, 2000, Seiten 92–93).
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Dies
vorausgeschickt, wird der Begriff „Halbtonbild" im Rahmen
dieser Beschreibung im Sinn eines echten Halbtonbilds verwendet.
Die Tatsache, dass auch ein Strichbild, also ein Bild mit diskreten, druckenden
bzw. nichtdruckenden Bildelementen, bei entsprechend feiner Ausführung
der Bildelemente für einen menschlichen Betrachter die
visuelle Wirkung eines echten Halbtonbilds haben kann, wird im Rahmen
dieser Beschreibung durch die Formulierung ausgedrückt,
dass ein solches Bild bei Betrachtung mit bloßem Auge als
Halbtonbild erscheint.
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Die
oben genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
den Datenträger mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.
Ein Stichtiefdruckverfahren und eine Stichtiefdruckplatte zur Herstellung
eines erfindungsgemäßen Da tenträgers
sowie ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Stichtiefdruckplatte
sind in den nebengeordneten Ansprüchen angegeben. Weiterbildungen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß der
Erfindung enthält ein Datenträger der eingangs
genannten Art ein Stichtiefdruckmotiv, das bei Betrachtung mit bloßem
Auge als Halbtonbild mit einem kontinuierlichen Tonwertverlauf erscheint.
Das Stichtiefdruckmotiv umfasst dabei eine Vielzahl feiner, mit
bloßem Auge nicht auflösbarer, erhabener Drucklinien,
die zur Erzeugung der unterschiedlichen Tonwerte des Halbtonbilds
kontinuierlich in ihrer Breite und/oder Höhe moduliert
sind.
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Auch
bei der Wendung „kontinuierlicher Tonwertverlauf" ist auf
die Wahrnehmung des Motivs mit einem menschlichen Auge abgestellt.
Ein kontinuierlichen Tonwertverlauf muss daher nicht unendlich viele
verschiedene Tonwerte aufweisen, sondern lediglich eine so große
Anzahl, dass für einen menschlichen Betrachter der Eindruck
eines kontinuierlichen Verlaufs entsteht.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Stichtiefdruckmotiv
des Datenträgers eine Schar paralleler Drucklinien. Nach
gegenwärtiger Kenntnis lassen sich besonders gute Ergebnisse
erzielen, wenn das Stichtiefdruckmotiv ein regelmäßiges Kreuzraster
umfasst, das vorzugsweise durch zwei, sich unter einem Winkel α kreuzende
Scharen jeweils paralleler Drucklinien gebildet ist. Für
den Winkel α haben sich Werte zwischen 40° und
80°, insbesondere zwischen 50° und 70° als
besonders günstig herausgestellt.
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Die
parallelen Drucklinien des Stichtiefdruckmotivs weisen mit Vorteil
einen Mitte-zu-Mitte-Abstand von 400 μm oder weniger, bevorzugt
von 50 μm bis 200 μm, besonders bevorzugt von
60 μm bis 150 μm und ganz besonders bevorzugt
von 70 μm bis 120 μm auf.
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Der
Abstand der Drucklinien kann über das gesamte Stichtiefdruckmotiv
konstant sein oder aber auch variieren. Beispielsweise kann das
Stichtiefdruckmotiv in Teilbereiche aufgeteilt werden und jeder
Teilbereich weist einen bestimmten Abstand der Linien auf, der sich
von den anderen Teilbereichen unterscheidet. Der Abstand der Linien
kann aber auch über das gesamte Motiv variieren.
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Darüber
hinaus ist es alternativ möglich, dass der Linienabstand
zweier benachbarter Linien kontinuierlich moduliert wird, also keine
parallelen Linien vorliegen. Bei einem größeren
Abstand erhält man hellere Töne, bei geringerem
Abstand dunklere Töne. Der Tonwertumfang kann damit noch
weiter gesteigert werden.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Datenträgers sind die Drucklinien mit einer Genauigkeit
von +/–5 μm oder weniger, bevorzugt von +/–2,5 μm
oder weniger, besonders bevorzugt von etwa +/–1 μm
oder weniger angeordnet, insbesondere in einer oder mehreren parallelen Scharen
angeordnet.
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Die
Breite der Drucklinien liegt vorzugsweise unterhalb von 250 μm
und in nicht-taktilen Bereichen mit Vorteil zwischen 3 μm
und 150 μm. In taktilen Bereichen kann die Breite der Drucklinien
auch größer sein. In dunklen Motivbereichen und
insbesondere in taktilen Druckbereichen können die Drucklinien
auch teilweise überlappen.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung enthält das Stichtiefdruckmotiv
Drucklinien mit einer Breite von 15 μm oder weniger, insbesondere
sogar mit einer Breite von 10 μm oder weniger. Durch den
Einsatz auch derart schmaler Drucklinien lässt sich einerseits
ein besonders großer Breitenbereich mit entsprechend großem
Dynamikumfang nutzbar machen, andererseits können durch
die Verwendung sehr schmaler Drucklinien sehr hohe Auflösungen
und sehr feine Tonwertverläufe realisiert werden.
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Vorzugsweise
sind die Breite und Höhe der Drucklinien gemeinsam moduliert,
so dass breitere Drucklinien eine größere Höhe
und schmalere Drucklinien eine kleinere Höhe aufweisen.
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Das
Stichtiefdruckmotiv weist insbesondere einen nicht-taktilen Druckbereich
auf, in dem die Drucklinien taktil nicht erfassbar sind. Weiter
weist das Stichtiefdruckmotiv mit Vorteil einen taktilen Druckbereich
auf, in dem die Drucklinien taktil erfassbar sind. Der taktile Druckbereich
ist dabei zweckmäßig in besonders dunklen Bildteilen
des Halbtonbilds angeordnet.
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Besonders
große Vorteile gegenüber herkömmlichen
Verfahren zeigt die Erfindung bei Stichtiefdruckmotiven, die eine
Personendarstellung oder ein Portrait darstellen.
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Im
Gegensatz zu herkömmlichen Stichdarstellungen in Handstichmanier,
bei denen die einzelnen Linien und Punkte deutlich mit bloßem
Auge wahrnehmbar sind und bei denen die Stichdruckfarben oft mit
einem Graustich erscheinen, sind die einzelnen Drucklinien einer
erfindungsgemäß erzeugten Druckdarstellung nicht
mit bloßem Auge zu erkennen und die Stichdruckfarben der
Halbtonbilder erscheinen durch die hohe Auflösung kräftig,
frisch und leuchtend.
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Die
Erfindung enthält weiter eine Stichtiefdruckplatte zum
Drucken eines Motivs, das bei Betrachtung mit bloßem Auge
als Halbtonbild mit einem kontinuierlichen Tonwertverlauf erscheint.
Die Stichtiefdruckplatte enthält ein Gravurmotiv, das eine
Vielzahl feiner, mit bloßem Auge nicht auflösbarer
Gravurlinien umfasst, die zur Erzeugung der unterschiedlichen Tonwerte
des Halbtonbilds kontinuierlich in ihrer Breite und/oder Tiefe moduliert
sind.
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Das
Gravurmotiv umfasst mit Vorteil eine Schar paralleler Gravurlinien.
Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn das Gravurmotiv ein
regelmäßiges Kreuzraster aus Gravurlinien umfasst, das
vorzugsweise durch zwei, sich unter einem Winkel α kreuzende
Scharen jeweils paralleler Gravurlinien gebildet ist. Für
den Winkel a haben sich Werte zwischen 40° und 80°,
insbesondere zwischen 50° und 70° als besonders
günstig herausgestellt.
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Die
parallelen Gravurlinien weisen bevorzugt einen Mitte-zu-Mitte-Abstand
von 400 μm oder weniger, bevorzugt von 50 μm bis
200 μm, besonders bevorzugt von 60 μm bis 150 μm
und ganz besonders bevorzugt von 70 μm bis 120 μm
auf. In besonders vorteilhaften Ausgestaltungen werden die Gravurlinien
mit einer hohen Genauigkeit von +/–5 μm oder weniger,
bevorzugt von +/–2,5 μm oder weniger, besonders
bevorzugt von etwa +/–1 μm oder weniger angeordnet,
insbesondere in einer oder mehreren parallelen Scharen angeordnet.
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In
dunklen Motivbereichen können die Gravurlinien einander
auch teilweise überlappen. Zur Erzeugung entsprechend schmaler
Drucklinien enthält das Gravurmotiv mit Vorteil Gravurlinien
mit einer Breite von 15 μm oder weniger, insbesondere sogar mit
einer Breite von 10 μm oder weniger.
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Der
Abstand der Gravurlinien kann über das gesamte Stichtiefdruckmotiv
konstant sein oder aber auch variieren. Beispielsweise kann das
Stichtiefdruckmotiv in Teilbereiche aufgeteilt werden und jeder
Teilbereich weist einen bestimmten Abstand der Linien auf, der sich
von den anderen Teilbereichen unterscheidet. Der Abstand der Linien
kann aber auch über das gesamte Motiv variieren.
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Darüber
hinaus ist es alternativ möglich, dass der Linienabstand
zweier benachbarter Linien kontinuierlich moduliert wird, also keine
parallelen Linien vorliegen. Bei einem größeren
Abstand erhält man hellere Töne, bei geringerem
Abstand dunklere Töne. Der Tonwertumfang kann damit noch
weiter gesteigert werden.
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Breite
und Höhe der Gravurlinien sind vorzugsweise gemeinsam moduliert,
so dass breitere Gravurlinien eine größere Tiefe
und schmalere Gravurlinien eine kleinere Tiefe aufweisen. Eine solche gemeinsame
Modulation lässt sich etwa unter Verwendung eines sich
konisch verjüngenden Gravierstichels erreichen.
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Das
Gravurmotiv weist vorteilhaft einen flachen Gravurbereich zum Drucken
eines nicht-taktilen Druckbereichs auf, in dem die Gravurlinien
eine Tiefe von bis zu 80 μm, vorzugsweise von 2 μm
bis 70 μm aufweisen. Die Breite der Gravurlinien im flachen Gravurbereich
liegt vorzugsweise unterhalb von 250 μm, insbesondere zwischen
3 μm und 150 μm.
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Weiter
weist das Gravurmotiv vorteilhaft einen tiefen Gravurbereich zum
Drucken eines taktilen Druckbereichs auf, in dem die Gravurlinien
eine Tiefe von 70 μm bis 300 μm, bevorzugt von
70 μm bis 200 μm, besonders bevorzugt von 80 μm
bis 120 μm aufweisen. Die Breite der Gravurlinien im tiefen Gravurbereich
liegt vorzugsweise unterhalb von 400 μm, insbesondere zwischen
120 μm und 250 μm.
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Die
Erfindung enthält auch ein Verfahren zum Herstellen einer
Stichtiefdruckplatte zum Drucken eines Motivs, das bei Betrachtung
mit bloßem Auge als Halbtonbild mit einem kontinuierlichen
Tonwertverlauf erscheint, mit den Verfahrensschritten:
- – Bereitstellen einer Druckplatte mit einer Druckplattenoberfläche,
- – Gravieren einer Vielzahl feiner, mit bloßem
Auge nicht auflösbarer Gravurlinien mit einer in ihrer Breite
und/oder Tiefe kontinuierlichen Modulation in die Druckplattenoberfläche,
so dass ein Gravurmotiv für die Erzeugung der unterschiedlichen Tonwerte
des Halbtonbilds entsteht.
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Die
zu gravierende lokale Breite und/oder Tiefe der Gravurlinien wird
dabei mit Vorteil aus dem Tonwert des darzustellenden Halbtonbilds
an dieser lokalen Position ermittelt. Hellere Tonwerte entsprechen
dabei schmaleren und/oder weniger tiefen Gravurlinien, dunklerer
Tonwerte breiteren und/oder tieferen Gravurlinien. Die so ermittelten
Gravurlinien können dann mit einem elektronisch gesteuerten
Stichel oder einem anderen Verfahren jeweils in der lokal erforderlichen
Breite und Tiefe erzeugt werden.
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Bevorzugt
werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
- a) in dem Motiv ein taktiler und ein nicht-taktiler Druckbereich
festgelegt und zugehörige tiefe und flache Gravurbereiche
zum Drucken des taktilen und des nicht-taktiler Druckbereichs festgelegt, und
- b) werden für beide Druckbereiche aus dem Tonwert des
darzustellenden Halbtonbilds die zu gravierende lokale Breite und/oder
Tiefe der Gravurlinien an dieser Position ermittelt.
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In
einer vorteilhaften Verfahrensvariante werden weiter
- c1) die Gravurlinien in beiden Gravurbereichen entsprechend
der ermittelten lokalen Breite und/oder Tiefe in der Druckplatte
erzeugt, und
- d1) werden in dem tiefen Gravurbereich weitere Gravurlinien
mit einer Tiefe von 70 μm bis 300 μm, bevorzugt
von 70 μm bis 200 μm, besonders bevorzugt von
80 μm bis 120 μm erzeugt.
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Nach
einer anderen ebenfalls vorteilhaften Verfahrensvariante werden
- c2) die Gravurlinien in dem flachen Gravurbereich entsprechend
der ermittelten lokalen Breite und/oder Tiefe in der Druckplatte
erzeugt, und
- d2) werden die Gravurlinien in dem tiefen Gravurbereich mit
einer Tiefe von 70 μm bis 300 μm, bevorzugt von
70 μm bis 200 μm, besonders bevorzugt von 80 μm
bis 120 μm erzeugt.
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Gemäß einer
weiteren ebenfalls vorteilhaften Verfahrensvariante können
auch
- c3) die Gravurlinien in dem flachen Gravurbereich entsprechend
der ermittelten lokalen Breite und/oder Tiefe in der Druckplatte
erzeugt werden, und
- d3) die Gravurlinien in dem tiefen Gravurbereich gegenüber
der ermittelten lokalen Breite und/oder Tiefe mit einer übersteigerten
Breite und/oder Tiefe erzeugt werden, so dass zumindest teilweise Gravurlinien
mit einer Tiefe von 70 μm bis 300 μm, bevorzugt
von 70 μm bis 200 μm, besonders bevorzugt von
80 μm bis 120 μm erzeugt werden.
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Das
Gravieren der Druckplatte kann grundsätzlich mittels Laserstrahl
oder durch Ätzung durchgeführt werden, bevorzugt
wird gegenwärtig allerdings das Gravieren mittels eines
elektronisch gesteuerten, rotierenden Stichels.
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Weitere
Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden
nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung
auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet
wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Banknote mit einem erfindungsgemäßen
Stichtiefdruckmotiv,
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2 einen
Detailausschnitt der Banknote der 1 im Bereich
des Stichtiefdruckmotivs in Aufsicht,
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3 im
Querschnitt schematisch eine erfindungsgemäße
Stichtiefdruckplatte zum Drucken eines als Halbtonbild erscheinenden
Motivs, und
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4 in (a) und (b) zwei vereinfacht dargestellte
Detailaufsichten auf erfindungsgemäße Druckplatten
mit Gravurlinien in Form von Kreuzgittern.
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Die
Erfindung wird nun am Beispiel einer Banknote erläutert. 1 zeigt
eine Banknote 10, die mit einem Stichtiefdruckmotiv 12 versehen
ist, das bei Betrachtung mit bloßem Auge als Halbtonbild
mit einem kontinuierlichen Tonwertverlauf erscheint. In dunklen
Bildbereichen enthält das Stichtiefdruckmotiv 12 optional
zusätzlich taktile Teilbereiche 18, in denen die
Reliefstruktur des Stichtiefdrucks für den Benutzer taktil
erfassbar ist und so eine fühlbare Markierung bildet.
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Neben
dem Stichtiefdruckmotiv 12 weist die Banknote 10 typischerweise
weitere Druckbilder auf, die mit unterschiedlichen Druckverfahren
erzeugt sind. Beispielsweise kann die Banknote 10 ein im
Offsetdruck hergestelltes Muster 14, wie etwa ein Guillochenmuster
aus regelmäßig ineinander verschlungenen Linien
enthalten, sowie eine im Buchdruck aufgedruckte Seriennummer 16.
Auch können im Siebdruck oder mit weiteren Druckverfahren
erstellte Bereiche vorgesehen sein.
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Um
im Stichtiefdruckmotiv 12 den Eindruck eines kontinuierlichen
Tonwertverlaufs entstehen zu lassen, umfasst dieses eine Vielzahl
feiner, mit bloßem Auge nicht auflösbarer, erhabener
Drucklinien 20, wie im Detailausschnitt der 2 in
Aufsicht gezeigt. Im Ausführungsbeispiel bilden die Drucklinien 20 eine
Schar paralleler Drucklinien mit einem von Mitte zu Mitte gemessenen
Abstand d.
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Zur
Erzeugung der unterschiedlichen Tonwerte des Halbtonbilds sind die
Drucklinien 20 kontinuierlich in ihrer Breite und Höhe
moduliert, wie in der
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2 für
die Drucklinienbreite zu erkennen. Die Drucklinien 20 weisen
dabei in helleren Bildbereichen (wie etwa am rechten und linken
Rand des Ausschnitts der 2) eine geringe Breite und Höhe,
in dunkleren Bildbereichen (wie etwa in der Mitte des Ausschnitts
der 2) eine größere Breite und Höhe auf.
In den nicht taktil erfassbaren Bereichen variiert die Breite b
der Drucklinien 20 zwischen einer minimalen Breite bmin und einer maximalen Breite bmax. Die
maximale Breite kann bereichsweise auch größer
als der Abstand d der Linien sein, so dass die Drucklinien 20 überlappen
und besonders dunkle Motivbereiche bilden.
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Im
Ausführungsbeispiel sind aufgrund der Erzeugung der Gravurlinien
in der Stichtiefdruckplatte mit einem konischen Stichel Breite und
Höhe der Drucklinien positiv korreliert, das heißt,
breite Drucklinien weisen eine größere Höhe,
schmälere Drucklinien eine geringer Höhe auf.
Entsprechend der zwischen bmin und bmax variierenden Breite variiert somit auch
die Höhe der Drucklinien 20 in den nicht taktil erfassbaren
Bereichen zwischen einer minimalen Höhe hmin und
einer maximalen Höhe hmax. Die
maximale Höhe hmax ist dabei unter
Berücksichtigung der Beschaffenheit der verwendeten Druckfarbe
und des Banknotenpapiers so gewählt, dass die Drucklinien 20 für
den Benutzer im nicht-taktilen Bereich nicht fühlbar sind.
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Dagegen
liegen die Breite bt und die Höhe
ht der Drucklinien 20 in den taktil
erfassbaren Bereichen 18 über den maximalen Werten
der nicht taktil erfassbaren Bereiche, sie stellen somit sehr dunkle
Bildbereiche dar. Insbesondere ist die Höhe ht unter
Berücksichtigung der Beschaffenheit von Druckfarbe und
Banknotenpapier so groß gewählt, dass für
den Benutzer im Stichtiefdruckmotiv 12 eine fühlbare Markierung 18 entsteht.
Innerhalb eines taktil erfassbaren Bereichs 18 kann die
Breite und Höhe der Drucklinien 20 kon stant sein,
oder eine Modulation aufweisen, um noch Zeichnungsanteile innerhalb
der dunklen Bildbereiche 18 wiederzugeben.
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Der
Abstand d der Drucklinien liegt unterhalb von 400 μm, vorzugsweise
im Bereich von 70 μm bis 120 μm und liegt im Ausführungsbeispiel
der 2 bei 100 μm. Die Breite b der Drucklinien 20 variiert
im Ausführungsbeispiel in den nicht taktil erfassbaren Bereichen
zwischen bmin = 4 μm und bmax = 140 μm. Die Höhe
h der Drucklinien 20 liegt stets unterhalb von 70 μm,
so dass sie taktil nicht erfassbar sind.
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In
den taktil erfassbaren Bereichen 18 liegt die Höhe
der Drucklinien dagegen bevorzugt zwischen 80 μm und 120 μm,
beispielsweise bei 100 μm, so dass dort eine taktil gut
erfassbare Markierung entsteht. Der Mitte-zu-Mitte-Abstand d der
Drucklinien beträgt in diesem Bereich beispielsweise nur
80 μm.
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Mit
diesen Parametern sind die Drucklinien 20 selbst für
das bloße Auge nicht auflösbar, für einen
Betrachter erscheint das Stichtiefdruckmotiv 12 somit als
Halbtonbild mit einem kontinuierlichen, von der lokalen Breite und
Höhe der Drucklinien 20 bestimmten Tonwertverlauf.
Die taktil erfassbaren Bereiche 18 verleihen dem Stichtiefdruckmotiv
ein zusätzliches Echtheitskennzeichen, das beim Reiben der
Banknote 10 zwischen den Fingern leicht erkannt und überprüft
werden kann. Da die taktilen Bereiche 18 in besonders dunklen
Bildteilen des dargestellten Halbtonbild angeordnet sind, verschmelzen
sie visuell unauffällig mit den übrigen Bereichen
des Halbtonbilds.
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3 zeigt
im Querschnitt schematisch eine Stichtiefdruckplatte 30 zum
Drucken eines als Halbtonbild erscheinenden Motivs, wie etwa dem
oben beschriebenen Stichtiefdruckmotiv 12. Dem gedruckten
Motiv 12 entspricht in der Stichtiefdruckplatte 30 ein
Gravurmotiv, das eine Vielzahl feiner, mit bloßem Auge
nicht auflösbarer Gravurlinien 32, 34, 36 umfasst,
die zur Erzeugung der unterschiedlichen Tonwerte des Halbtonbilds
kontinuierlich in ihrer Breite und/oder Tiefe moduliert sind.
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In
der Darstellung der 3 sind beispielhaft drei Abschnitte
der Gravurlinien 32, 34, 36 gezeigt, die
der Erzeugung eines hellen Tonwerts im Motiv (Gravurlinie 32),
eines dunklen Tonwerts im Motiv (Gravurlinie 34) und der
Erzeugung des taktil erfassbaren Bereichs 18 (Gravurlinie 36)
dienen.
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Alle
Gravurlinien sind mit einem elektronisch gesteuerten, konisch zulaufenden
Gravierstichel erzeugt, wodurch sich bei zunehmender Gravurtiefe eine
zunehmende Breite der Gravurlinien ergibt. Beispielsweise ergibt
sich im Ausführungsbeispiel bei der Verwendung eines Gravierstichels
mit einem konischen Öffnungswinkel von etwa 80° eine
Gravurtiefe t b/(2·tan(80°/2)), die Gravurtiefe
beträgt also knapp 60% der Gravurbreite.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, für
die Gravur des Stichdruckmotivs verschiedene Gravurstichel mit unterschiedlichen
konischen Öffnungswinkel einzusetzen. Vorzugsweise reicht
der konische Öffnungswinkel von 60° bis 100°. Beispielsweise
kann das Stichtiefdruckmotiv in Teilbereiche aufgeteilt werden,
die mit Gravursticheln mit unterschiedlichen konischen Öffnungswinkel
bearbeitet werden. Vorzugsweise werden Teilbereich mit einem helleren
Ton mit einem Gravurstichel graviert, der einen konischen Öffnungswinkel
von 40° aufweist, während Teilbereiche mit einem
dunkleren Ton mit einem Gravurstichel graviert werden, der einen konischen Öffnungswinkel
von 100° aufweist. Statt das Motiv in Teilbereiche aufzuteilen,
können auch einzelne Linien mit unterschiedlichen Graviersticheln graviert
werden.
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Von
den in 3 zur Illustration gezeigten Gravurlinien weist
der Abschnitt der Gravurlinie 32 eine Gravurtiefe von t1 = 25 μm und entsprechend eine
Breite b1 von rund 40 μm auf, der
Abschnitt der Gravurlinie 34 eine Gravurtiefe von t2 = 50 μm und entsprechend eine
Breite b2 von rund 80 μm auf und der
Abschnitt der Gravurlinie 36 eine Gravurtiefe von t3 = 100 μm und entsprechend eine
Breite b3 von rund 165 μm auf.
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Auch
wenn in 3 jeweils nur eine Gravurlinie 32, 34, 36 dargestellt
ist, enthält die Stichtiefdruckplatte 30 selbstverständlich
eine Vielzahl solcher Gravurlinien, die parallel oder insbesondere
in Form eines Kreuzgitters aus jeweils parallelen Gravurlinien angeordnet
sein können. Der Abstand der parallelen Gravurlinien 32, 34 im
nicht-taktilen Druckbereich beträgt dabei im Ausführungsbeispiel
100 μm, der Abstand der parallelen Gravurlinien 36 im taktilen
Druckbereich 80 μm.
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Mit
einer Breite von 40 μm und einem Abstand von 100 μm
erzeugen die Gravurlinien 32 beim Druck einen hellen Tonwert
innerhalb des Motivs 12. Die Gravurlinien 34 mit
einer Breite von 80 μm und einem Abstand von 100 μm
erzeugen beim Druck bereits einen sehr dunklen Tonwert. Die Gravurlinien 36,
die bei einem Abstand von 80 μm eine Breite von 165 μm
aufweisen, erzeugen beim Druck neben einem sehr dunklen Tonwert
durch den dicken Farbauftrag und die Verformung des Banknotenpapiers
zusätzlich eine fühlbare Markierung 18.
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Nach
dem Vorgesagten versteht sich, dass Breite und Tiefe der Gravurlinien
entlang ihrer Ausdehnung entsprechend dem lokal darzustellenden Tonwert moduliert
sind, so dass der Querschnitt der 3 jeweils
nur eine lokale Breite und Tiefe eines Abschnitts der Gravurlinien 32, 34, 36 zeigt.
Die Abschnitte 32, 34, 36 können
sogar Abschnitte derselben Gravurlinie an verschiedenen Stellen
entlang ihrer Ausdehnung darstellen. Weiter versteht sich, dass
die Breite und Tiefe der Gravurlinien kontinuierlich in einem vorgegebenen
Breiten- bzw. Tiefenbereich variiert werden, und nicht nur die in 3 zur
Illustration gezeigten diskreten Werte aufweisen.
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Die
parallelen Gravurlinien werden in der Stichtiefdruckplatte 30 mit
einer hohen Genauigkeit von +/–5 μm, vorzugsweise
sogar mit der außerordentliche hohen Genauigkeit von +/–1 μm
erzeugt. Durch diese hohe Genauigkeit können außerordentlich
feine Tonwertunterschiede erreicht werden.
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Die
Erfinder haben durch Versuchsreihen darüber hinaus gefunden,
dass sich bei einer Anordnung der Gravurlinien in einem geeigneten
Kreuzraster besonders stabil in unterschiedlichen Gravurtiefen drucken
lässt. Mit Bezug auf 4(a),
die einen Ausschnitt 40 einer Aufsicht auf eine erfindungsgemäße
Druckplatte zeigt, besteht ein derartiges Kreuzraster aus zwei Scharen 42, 44 jeweils
paralleler Gravurlinien, die sich unter einem Winkel α kreuzen.
Der übersichtlicheren Darstellung halber ist die in der
Praxis selbstverständlich vorhandene Breiten-/Tiefenmodulation
der Gravurlinien in 4(a) nicht dargestellt.
Besonders gute Ergebnisse werden mit Kreuzrastern erhalten, bei
denen der Winkel α zwischen 40° und 80°,
insbesondere bei etwa 60° liegt. Für die Abstände,
Breiten und Tiefen der jeweils parallelen Gravurlinien 42, 44 gelten
die oben allgemein für parallele Gravurlinien gemachten
Ausführungen.
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Die
Gravurlinien der Druckplatte 30 müssen nicht unbedingt
geradlinig verlaufen, wie in dem in 4(b) dargestellten
Ausschnitt 50 veranschaulicht, der zwei sich kreuzende,
geschwungene Linienscharen 52, 54 zeigt. Auch
hier ist der übersichtlicheren Darstellung halber die vorhandene
Breiten-/Tiefenmodulation der Gravurlinien nicht dargestellt.
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Um
aus einer vorgegebenen Halbtonvorlage eine Stichtiefdruckplatte 30 mit
einem entsprechenden Gravurmotiv zu erhalten, kann erfindungsgemäß beispielsweise
wie folgt vorgegangen werden:
Als Grundmodulierung für
das Halbtonbild wird ein Kreuzraster mit Gravurlinien einer Ausrichtung
von +/–40° (Zwischenwinkel also α = 80°)
verwendet, wie in 4(a) schematisch
dargestellt. Ein derartiges Kreuzraster lässt sich bei
den hier in Betracht gezogenen Werten für Breite, Tiefe
und Abstand der Gravurlinien besonders stabil drucken.
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Die
Berechnung von Form und Lage der Gravurlinien erfolgt vorzugsweise
mithilfe eines Computers, wobei kommerziell erhältliche
Programme zum Einsatz kommen können, die die Berechnung
der Gravurtiefe auf Grundlage der darzustellenden Tonwerte des Halbtonbilds
erlauben.
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In
einem nächsten Schritt wird ein Andruck eines Graukeils
mit der gewünschten Stahldruckfarbe mit einem kontinuierlichen
Verlauf von 0–100% Flächendeckung und der gewählten
Gravurumsetzung, beispielsweise in Form des gewählten Kreuzrasters,
vorgenommen.
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Anhand
des Andrucks wird der zu nutzende Halbtonbereich, nachfolgend Wirkungsbereich
genannt, festgelegt. Der festgelegte Wirkungsbereich kann beispielsweise
einen Bereich von 3%–40% Flächendeckung umfassen.
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Dann
wird die Halbtonvorlage innerhalb des Wirkungsbereichs umgesetzt,
wobei hellere Tonwerte einer seichteren Gravur, dunklere Tonwerte
einer tieferen Gravur entsprechen. Das Halbtonbild muss dabei in
der Regel durch eine Bildretusche auf die gewünschten spezifischen
Druckbedingungen angepasst werden. Dabei werden auch die besonderen Druckeigenschaften
der Stahldruckfarbe berücksichtigt, insbesondere der sehr
hohe Pigmentanteil, der zu einer sehr großen Spreizung
von Hell zu Dunkel führt, sowie unterschiedliche Zusätze,
wie etwa Absorber, Deckweiß, Transparentweiß,
maschinenlesbare Merkmale und dergleichen, die das Lasurverhalten
der Buntfarbe teilweise erheblich verändern.
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In
einem weiteren Verfahrensschritt werden die gewünschten
taktilen Bereiche des Motivs festgelegt. Dazu werden besonders dunkle
Bereiche der Halbtonvorlage erfasst und mit den extra gewünschten
Partien ergänzt. Die so entstandenen Strukturen werden
zur Erzielung der taktilen Eigenschaften überzeichnet (überhöht),
gegebenenfalls ebenfalls einer Retusche unterworfen, und zunächst
separat abgespeichert.
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Dann
wird mithilfe eines Computers und eines geeigneten Programms die
Halbtonvorlage (Projektion) mit der Gravurdefinition und dem gewünschten
taktilen Bereich berechnet und auf Grundlage der berechneten Gravurlinien
mit einem elektronisch gesteuerten Stichel eine Druckplatte hergestellt.
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Dabei
kann die Grundmodulation auf verschiedene Weise mit dem taktilen
Anteil kombiniert werden. In der einfachsten Umsetzung wird der
taktile Anteil einfach auf das bestehende gefräste Grundmodell übertragen.
Alternativ kann der taktile Anteil aus dem Grundmodell ausgespart
werden und dann auf die ungefräste Fläche neu
aufgesetzt werden. In einer weiteren Erfindungsvariante wird der
taktile Anteil aus dem Grundmodell ausgespart und im Anschluss der
taktile Bereich nochmals aus dem Halbtonbild neu berechnet, so dass
hier eine Tiefenmodulation entstehen kann, die einzelne Zeichnungsteile wiedergibt.
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Als
Ergebnis liegt eine gefräste Druckplatte vor, die durch
die unterschiedlichen Tiefen und Breiten der Gravurlinien den gewünschten
Tonwertumfang des Halbtonbildes wiedergibt und die in die Halbtonumsetzung
integrierte taktile Elemente aufweist. Nach Andruck, Bewertung und
gegebenenfalls Korrektur kann das Design für das Motiv 12 in
die Fräsdatei der Banknote oder eines anderen gewünschten
Wertdokuments eingebunden werden.
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Die
erfindungsgemäße Vorgehensweise bietet insbesondere
folgende Vorteile:
- – Die Stahldruckfarbe
ermöglicht ein breites Spektrum von Hell zu Dunkel, das
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgenutzt
werden kann.
- – Gewünschte taktile Elemente können
in das Motivdesign integriert werden.
- – Das Verfahren erlaubt eine attraktive Umsetzung von
Halbtonvorlagen, insbesondere auch für die Banknotenrückseite.
- – Der Liniendruck stellt eine attraktive Alternative zur
stochastischen Rasterwiedergabe dar.
- – Der Fräser kann bei der Herstellung der
Druckplatte ohne permanentes Aufsetzen kontinuierlich im Material
verweilen und ermöglicht so eine verfahrensbegünstigte
Ausführung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 03/052702
A2 [0007, 0008]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - H. Kipphan,
Hrsg., Handbuch der Printmedien, Springer, 2000, Seiten 92–93 [0010]