DE102017218803B3

DE102017218803B3 - Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselementes oder Sicherheitsdokuments

Info

Publication number: DE102017218803B3
Application number: DE102017218803.0A
Authority: DE
Inventors: Robert Stewart
Original assignee: Koenig and Bauer AG
Current assignee: Koenig and Bauer AG
Priority date: 2017-10-20
Filing date: 2017-10-20
Publication date: 2018-11-15
Anticipated expiration: 2037-10-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement oder Sicherheitsdokument, jeweils aufgebaut durch mehrere übereinander angeordnete Ebenen, wobei eine dem Betrachter des Sicherheitselementes oder des Sicherheitsdokuments zugewandte obere Ebene zumindest teilweise eine darunterliegende dem Betrachter des Sicherheitselementes oder des Sicherheitsdokuments abgewandte untere Ebene überdeckt, wobei in der dem Betrachter des Sicherheitselementes oder des Sicherheitsdokuments zugewandten oberen Ebene mindestens eine jeweils mehrere Mikrolinsen aufweisende optisch abbildende Struktur ausgebildet ist, wobei in der unteren Ebene eine untere Druckschicht mit mehreren parallel zueinander verlaufenden Farbzonen und eine diese Farbzonen teilweise überdeckende obere Druckschicht angeordnet sind, wobei die obere Druckschicht als eine Löcher und/oder Schlitze aufweisende Maske ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselementes oder Sicherheitsdokuments gemäß Anspruch 1.
Durch die WO 2017/081 447 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Bildelementarrays für eine optisch variable Sicherheitsvorrichtung bekannt. Das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines Produktionswerkzeugs mit einem Oberflächenmuster von Tinte aufnehmenden Elementen, die von Bereichen beabstandet sind, die für Tinte nicht aufnahmefähig sind, wobei die Tinte aufnehmenden Elemente die Bildelemente der gewünschten Bildelementanordnung definieren; Aufbringen eines mehrfarbigen ersten Bildes, das aus einer Vielzahl von Tinten gebildet ist, nur auf die Tinte aufnehmenden Elemente des Oberflächenmusters und nicht auf die Bereiche dazwischen.
Durch die DE 12 54 056 A ist eine flexible Kunststofffolie für Dekorationszwecke bekannt, mit dreidimensionaler farbdynamischer Wirkung, wobei sie aus einer transparenten, etwa 0,1 bis 1 mm starken, flexiblen Kunststoffrasterfolie, auf die noch mehrere Einzelfolien aufgebracht sein können, besteht, wobei der Raster aus einer Vielzahl nebeneinanderliegender, sich über die oberste Folie erstreckender Zylinderlinsen aufgebaut ist und auf der Unterseite der Rasterfolie und/oder zwischen den Einzelfolien je eine Anzahl von Farblinien in gleicher oder etwas verschiedener Anzahl pro Längeneinheit wie die Zylinderlinsen so aufgedruckt sind, wobei sie zu den letzteren in einem bestimmten Winkel verlaufen.
Durch die DE 11 2010 000 957 T5 ist ein Linsenarray zur Abbildung einer Vielzahl von Bildelementen in einer Objektebene bekannt, wobei das Linsenarray eine Vielzahl von Mikrolinsen enthält, die in oder auf einer Seite eines durchsichtigen oder durchscheinenden Materials mit den Bildelementen auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet geformt sind, wobei das Linsenarray eine Messdicke hat, die dem Abstand vom Apex jeder Mikrolinse zur Objektebene entspricht, wobei jede Mikrolinse einen Satz von Linsenparametern hat, wobei die Messdicke und/oder mindestens ein Linsenparameter so optimiert sind, dass jede Mikrolinse eine Brennpunktgröße in der Objektebene hat, die im Wesentlichen gleich der Größe der Bildelemente in der Objektebene ist, oder die von der Größe der Bildelemente um ein vorbestimmtes Maß abweicht. Dabei ist die Messdicke des Linsenarrays vorzugsweise geringer als die Brennweite aller Mikrolinsen. Die Bildelemente können z. B. die Form von Punkten oder Linien annehmen. Das Linsenarray der DE 11 2010 000 957 T5 ist derart ausgebildet, dass in einer in einem Kegel oder Winkelfeld des in die betreffende Mikrolinse in Richtung der Bildelemente einfallenden Lichts parallel zur Hauptebene der betreffenden Mikrolinse liegenden Schnittebene immer nur ein einziges der nebeneinander angeordneten Bildelemente angeordnet ist, wodurch für einen das Druckbild unter einem bestimmten Betrachtungswinkel betrachtenden Betrachter zu einem bestimmten Zeitpunkt stets nur ein einziger Frame wahrnehmbar ist.
Die WO 2007/042919 A2 offenbart eine Druckeinheit mit Druckwerken, durch welche zu bedruckendes Substrat an einer selben Druckstelle auf einer selben Seite gleichzeitig mit von mehreren Formzylindern stammenden, einander überlagerten verschiedenfarbigen Teildruckbildern bedruckt wird bzw. werden kann.
Aus der EP 2 996 885 B1 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitsdokuments bekannt, wobei ein Auftragen eines aushärtbaren Materials auf einen ersten Bereich des Substrats auf seiner ersten Oberfläche erfolgt, ein Formen des aushärtbaren Materials derart, dass seine vom Substrat entfernte Oberfläche den Konturen einer einen optisch veränderlichen Effekt erzeugenden Reliefstruktur folgt, und ein Aushärten des aushärtbaren Materials, sodass die Reliefstruktur von dem ausgehärteten Material gehalten wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselementes oder ein Sicherheitsdokuments zu schaffen, welche jeweils komplexe und/oder differenzierte Animationen ermöglichen.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche zeigen jeweils vorteilhafte Ausgestaltungen und/oder Weiterbildungen der jeweils gefundenen Lösung.
Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

1 ein Dokument mit einem eine optisch abbildende Struktur aufweisenden Sicherheitselement;
2 eine stark vergrößerte Schnittdarstellung einer Anordnung aufweisend ein Druckbild und eine in eine optisch abbildende Struktur eingebundene einzelne plankonvexe Mikrolinse mit einem Lichteinfall aus einem ersten Betrachtungswinkel;
3 die Anordnung gemäß der 2 mit einem Lichteinfall aus einem zweiten Betrachtungswinkel;
4 eine Draufsicht auf eine in Form einer geometrischen Figur ausgebildete optisch abbildende Struktur;
5 eine Draufsicht auf eine aus Linsenrastern zusammengesetzte optisch abbildende Struktur;
6 eine optisch abbildende Struktur bestehend aus einer Gruppe von in einem Gitter aus quadratischen Gitterzellen angeordneten Mikrolinsen;
7 eine optisch abbildende Struktur bestehend aus einer Gruppe von in einem Gitter aus hexagonalen Gitterzellen angeordneten Mikrolinsen;
8 ein von einem Betrachter durch eine Mikrolinse wahrnehmbares Bildelement eines der Mikrolinse unterlegten Druckbildes;
9 ein von einem Betrachter durch eine Mikrolinse nicht wahrnehmbares Bildelement eines der Mikrolinse unterlegten Druckbildes;
10 periodisch wiederkehrende Bildelemente in ungleicher Phase zu einer gitterförmigen Anordnung von Mikrolinsen;
11 eine Matrize zur Herstellung aufgerauter Bereiche zwischen einzelnen Mikrolinsen;
12 relativ zu Bildelementen eines Druckbildes positionierte Mikrolinsen;
13 Fertigungsschritte zur Ausbildung von Mikrolinsen mit von diesen Mikrolinsen auf der Fläche der geometrischen Figur nicht überdeckten, insbesondere weiß gefärbten Bereichen;
14 eine Anordnung von mehreren übereinander angeordneten Ebenen eines Sicherheitselementes oder eines Sicherheitsdokuments;
15 eine Anordnung von maskierten Farbzonen;
16 eine optisch abbildende Struktur bestehend aus mehreren in einem Gitter angeordneten Gruppen von Mikrolinsen;
17 eine Anordnung zur Ausbildung von Strukturen im Mikrometerbereich in einem Bildelement eines Mikrolinsen zu unterlegenden Druckbildes;
18 eine schematische Darstellung eines Sammeldruckwerks für den simultanen beidseitigen Mehrfarbendruck;
19 eine schematische Darstellung einer Druckeinheit mit einem als Sammeldruckwerk für den simultanen beidseitigen Mehrfarbendruck ausgebildeten Druckwerk und einer im Substratweg vor- oder nachgeordnet angedeuteten Applikationseinrichtung;
20 eine schematische Darstellung einer Druckeinheit mit einem als Sammeldruckwerk für den simultanen beidseitigen Mehrfarbendruck ausgebildeten Druckwerk und einer im Substratpfad inline integrierten Applikationseinrichtung.

In der Optik bezeichnet man mit dem Begriff „Linse“ ein für Licht transparentes Bauelement mit mindestens einer im Strahlengang des Lichtes angeordneten lichtbrechenden Oberfläche. Unter dem Begriff Licht wird hier der für das menschliche Auge sichtbare Teil der elektromagnetischen Strahlung verstanden. Im elektromagnetischen Spektrum umfasst der Bereich des Lichts Wellenlängen von etwa 380 nm (violett) bis 780 nm (rot). Dem Folgenden liegen Sammellinsen, also einfallendes Licht bündelnde Linsen zugrunde, insbesondere plankonvex ausgebildete Linsen. Bevorzugte Bauformen sind zum einen rotationssymmetrische sphärisch oder asphärisch ausgebildete Linsen und zum anderen achsensymmetrische stabförmig ausgebildete Linsen, wobei die jeweilige Symmetrieachse der betreffenden Linse und deren optische Achse jeweils deckungsgleich verlaufen. Die optische Achse ist somit eine i. d. R. durch den Krümmungsmittelpunkt einer konvexen Linsenoberfläche verlaufende Gerade. Bei einer planen Linsenoberfläche steht die optische Achse senkrecht auf ihr. Die Krümmung einer lichtbrechenden z. B. konvexen Oberfläche wird durch ihren Krümmungsradius angegeben, wobei der Krümmungsradius seinen Ursprung auf der optischen Achse hat. Eine plane Linsenoberfläche ist durch einen unendlich großen Krümmungsradius definiert.
Stabförmige Linsen sind in Form eines jeweils ihrer Stablänge nach halbierten entweder geraden Kreiszylinders oder elliptischen Zylinders ausgebildet, wobei sich die jeweilige Symmetrieachse einer solchen Linse orthogonal zu ihrer jeweiligen Stablänge erstreckt. Bei einer sphärisch ausgebildeten Linse ist die lichtbrechende Oberfläche als ein Oberflächenausschnitt aus einer Kugel ausgebildet, also z. B. in Form einer Kugelkalotte. Eine asphärisch ausgebildete Linse weist mindestens eine von der Kugel- oder planen Form abweichende lichtbrechende Oberfläche auf. Die Form rotationssymmetrischer asphärischer Flächen wird in der Regel als Kegelschnitt (Kreis, Ellipse, Parabel, Hyperbel) plus ein Korrekturpolynom für Deformationen höherer Ordnung angegeben.
Eine Linse weist zwei vom Strahlengang des Lichtes geschnittene Oberflächen, sogenannte Hüllflächen auf, wobei mit Bezug auf die Lichtbündelung definitionsgemäß gilt, dass der Lichteintritt in eine plankonvex ausgebildete Sammellinse jeweils an deren konvex gekrümmter Hüllfläche und der Lichtaustritt aus dieser Linse an deren planer Hüllfläche erfolgt. Die Hüllflächen sind jeweils Grenzflächen zwischen verschiedenen Medien, in denen sich das Licht jeweils ausbreitet. Eines dieser Medien wird durch das Material, d. h. den Werkstoff der betreffenden Linse gebildet. Mindestens ein anderes Medium ist der i. d. R. Luft gefüllte Raum, in welchem sich die betreffende Linse befindet. Da bei mindestens zwei der im Strahlengang des Lichtes angeordneten Medien zumindest ihre jeweiligen optischen Materialeigenschaften voneinander verschieden sind, wird das Licht an der Grenzfläche zwischen diesen aneinander angrenzenden Medien gebrochen. Somit erfolgt an zumindest einer der Hüllflächen der jeweiligen Linse jeweils eine Lichtbrechung, insbesondere an deren gekrümmter Hüllfläche. Die mit der Lichtbrechung in Verbindung stehende optische Materialeigenschaft wird durch den jeweiligen Brechungsindex des betreffenden Mediums ausgedrückt. Der Brechungsindex ist eine dimensionslose physikalische Größe, die angibt, um welchen Faktor die Wellenlänge und die Phasengeschwindigkeit des Lichts in dem betreffenden Medium kleiner sind als im Vakuum. Von zwei eine gemeinsame Grenzfläche bildenden Medien mit unterschiedlichen Brechungsindizes nennt man das Medium mit dem höheren Brechungsindex das optisch dichtere. Die Abbe-Zahl, auch Abbesche Zahl genannt, ist eine dimensionslose Größe zur Charakterisierung der optischen dispersiven Eigenschaften einer Linse und gibt an, wie stark sich deren Brechungsindex mit der Lichtwellenlänge ändert. Die Eigenschaft einer Linse, von einem durch die betreffende Linse betrachteten Objekt eine optische Abbildung erzeugen zu können, hängt vom Brechungsindex des Materials der jeweiligen Linse und von der Form ihrer jeweils zwischen unterschiedlichen Medien Grenzflächen bildenden Hüllflächen ab.
Als Hauptebene einer Linse wird eine in diesem Bauelement orthogonal zur Symmetrieachse der betreffenden Linse angeordnete Ebene bezeichnet. Bei einer dünnen Linse, bei der ihre größte längs zur Symmetrieachse liegende Ausdehnung, d. h. die Dicke der Linse als sehr klein gegenüber dem Krümmungsradius ihrer konvexen Hüllfläche anzusehen ist, weil der Krümmungsradius der konvexen Hüllfläche z. B. mindestens fünfmal größer ist als diese Dicke, kann mit zumeist ausreichender Genauigkeit für eine Betrachtung von Eigenschaften der betreffenden Linse nur eine einzige Hauptebene zugrunde gelegt werden. Bei einer plankonvexen Linse fällt diese Hauptebene mit der planen Linsenoberfläche zusammen. Die Brennweite einer Linse ist der Abstand zwischen der Hauptebene der betreffenden Linse und ihrem Fokus (Brennpunkt), wobei hier unter dem Fokus einer Linse ein Schnittpunkt von der Linse gebündelter, parallel in diese Linse einfallender Lichtstrahlen verstanden werden soll. Dabei fallen die parallel in die Linse einfallenden Lichtstrahlen nicht notwendigerweise parallel zu ihrer optischen Achse ein, sondern unter einem mit Bezug auf die Hauptebene der betreffenden Linse beliebigen, insbesondere spitzen Einfallswinkel. Eine im Fokus orthogonal zur optischen Achse angeordnete Ebene heißt Fokalebene oder Brennebene.
Die dem Lichteintritt dienende Hüllfläche der betreffenden Linse weist achsensymmetrisch zu ihrer optischen Achse zwei gegenüberliegende, diese Hüllfläche begrenzende, z. B. in der Hauptebene dieser Linse liegende Randpunkte auf, wobei der Abstand dieser beiden Randpunkte eine Breite der betreffenden Linse bestimmt (= Linsenbreite). Die Apertur oder Öffnungsweite einer Linse bezeichnet deren freie Öffnung oder deren Durchmesser, durch welche Lichtstrahlen ungehindert empfangen werden können und entspricht maximal der Linsenbreite. Derjenige Punkt, der im Schnittpunkt der optischen Achse mit der dem Lichteintritt dienenden Hüllfläche der betreffenden Linse liegt, wird Scheitel genannt. Der Scheitelpunkt ist auf der dem Lichteintritt dienenden Hüllfläche vom Fokus dieser Linse am fernsten angeordnet.
Eine rotationssymmetrisch sphärisch oder asphärisch ausgebildete Linse fokussiert in sie einfallendes Licht in einem Kegel oder Konus, wobei der Durchmesser der Grundfläche dieses Kegels oder Konus maximal der Linsenbreite und die senkrecht auf der Grundfläche dieses Kegels oder Konus stehende Höhe der Brennweite der betreffenden Linse entsprechen. Eine achsensymmetrisch stabförmig ausgebildete Linse fokussiert in sie einfallendes Licht in einem spitzen Winkelfeld, wobei der Ursprung des Winkelfeldes im Fokus dieser Linse liegt. Die numerische Apertur beschreibt das Vermögen einer Linse, Licht zu fokussieren. Sie bestimmt die minimale Größe des in seinem Fokus erzeugbaren Lichtflecks und ist somit eine wichtige, die Auflösung begrenzende Größe.
Mehrere jeweils rotationssymmetrisch sphärisch oder asphärisch ausgebildete Linsen, die in einem entweder aus quadratischen oder aus hexagonalen Gitterzellen bestehenden vorzugsweise gleichmäßigen Gitter insbesondere jeweils lückenlos und überlappungsfrei angeordnet sind, bilden eine Linsengruppe, die auch als ein Linsenarray bezeichnet wird. Mehrere jeweils achsensymmetrisch stabförmig ausgebildete Linsen, die jeweils orthogonal zu ihrer Stablänge ebenfalls vorzugsweise jeweils lückenlos und überlappungsfrei aneinandergereiht sind, bilden ein Linsenraster, welches auch als ein Lentikular bezeichnet wird. Mehrere in einer gitterförmigen Linsengruppe und/oder mehrere in einem Linsenraster angeordnete Linsen bilden in ihrem jeweiligen Verbund jeweils eine sich über eine ebene oder gekrümmte Fläche erstreckende optisch abbildende Struktur in Form einer geometrischen Figur. Die Fläche der optisch abbildenden Struktur kann eine beliebige Kontur aufweisen, z. B. rechteckig, rund, oval oder polygonal. In der Geometrie wird eine geometrische Figur als eine Punktmenge aufgefasst. Mit Bezug auf die optisch abbildende Struktur ist zumindest an einer Teilmenge der die geometrische Figur bildenden Punkte jeweils eine Linse angeordnet.
In einer optisch abbildenden Struktur können sowohl nur eine oder mehrere jeweils gitterförmige Linsengruppen oder nur eine oder mehrere jeweils in einem Linsenraster angeordnete Linsen als auch diese beiden Linsenanordnungen gemischt zusammen mit der jeweils anderen Linsenanordnung angeordnet sein, so dass in derselben optisch abbildenden Struktur sowohl gitterförmige Linsengruppen als auch in einem Linsenraster angeordnete Linsen gemeinsam angeordnet sind. Dabei können in der betreffenden optisch abbildenden Struktur ausgebildete Linsenraster z. B. auch jeweils eine unterschiedliche Orientierung aufweisen, wobei die jeweilige Orientierung des betreffenden Linsenrasters durch die jeweilige Richtung der Stablänge der am Aufbau des betreffenden Linsenrasters beteiligten Linsen festgelegt ist.
Eine Mikrolinse ist eine miniaturisierte Form einer konventionellen Linse. Unter dem Begriff einer Mikrolinse soll hier eine Linse verstanden werden, deren Linsenbreite weniger als 100 µm beträgt und vorzugsweise im Bereich zwischen 20 µm und 65 µm liegt. Mikrolinsen haben eine Brennweite von weniger als z. B. 100 µm, vorzugsweise maximal 95 µm. Mikrolinsen sind heute industriell herstellbar. Mikrolinsen aus einem Kunststoff oder Harz können z. B. unter Verwendung eines (Spritz-)Gießverfahrens oder (Spritz-)Prägeverfahrens oder Druckverfahrens hergestellt werden. Aus Mikrolinsen bestehende optisch abbildende Strukturen werden auch als mikrooptische Strukturen bezeichnet.
Wenn eine insbesondere aus Mikrolinsen gebildete optisch abbildende Struktur zusammen mit einem vorzugsweise flächig ausgebildeten Druckbild kombiniert angeordnet wird bzw. ist, indem diese optisch abbildende Struktur z. B. auf ein das Druckbild aufweisendes Substrat aufgebracht wird bzw. ist, lassen sich für einen das Druckbild durch die optisch abbildende Struktur betrachtenden Betrachter verschiedene Effekte erzeugen. So kann eine aus mindestens einem Druckbild und mindestens einer optisch abbildenden Struktur bestehende Anordnung z. B. sogenannte Wechselbilder bzw. Wackelbilder (Flips) und/oder räumliche, d. h. dreidimensionale Effekte und/oder Morphing-Effekte und/oder Zoom-Effekte und/oder Animationen erzeugen. Diese Effekte sind für einen Betrachter ohne optische Hilfsmittel wahrnehmbar, wenn er das Druckbild abwechselnd unter verschiedenen Betrachtungswinkeln betrachtet. Die dem Betrachter durch unterschiedliche Betrachtungswinkel präsentierte Wahrnehmung wird auch Lentikularbild genannt.
Das i. d. R. flächige Druckbild wird auf dem vorzugsweise zweidimensional ausgebildeten Substrat z. B. in einem industriellen Fertigungsprozess vorzugsweise mit einer Druckmaschine ausgebildet. Das Substrat ist z. B. eine Bedruckstoffbahn oder als ein Druckbogen ausgebildet. Das Druckbild wird z. B. in einem punktförmigen oder linienförmigen Raster auf das Substrat aufgebracht. Das Druckbild besteht daher z. B. aus mehreren, insbesondere einer Vielzahl von Bildpunkten und/oder Linien. Eine Bildpunktgröße oder eine Linienstärke liegt dabei in einem Bereich von unter 100 µm, vorzugsweise von weniger als 50 µm, insbesondere von weniger als 20 µm, z. B. im Bereich von etwa 5 µm bis 10 µm. Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass die Bildpunktgröße von Bildpunkten und/oder die Linienstärke von Linien, die jeweils an der Ausbildung eines zusammen mit einer optisch abbildenden Struktur verwendeten Druckbildes beteiligt sind, jeweils maximal so groß, vorzugsweise geringer, insbesondere weniger als halb so groß sind wie die jeweilige Linsenbreite der am Aufbau der betreffenden optisch abbildenden Struktur beteiligten Linsen.
Als Auflösungsvermögen bezeichnet man in der Optik die Unterscheidbarkeit feiner Strukturen, also den minimalen Abstand, den z. B. zwei Bildpunkte oder zwei Linien voneinander haben müssen, um sie als getrennte Bildpunkte oder Linien wahrnehmen zu können. Das Auflösungsvermögen des bloßen menschlichen Auges variiert von Person zu Person. Normalsichtige Erwachsene können bei einem Abstand von 25 cm zumeist noch Strukturen im Abstand von 150 µm unterscheiden. Das entspricht einem Sehwinkel von ungefähr 2 Winkelminuten, was als Winkelauflösungsvermögen bezeichnet wird. Bei schwachen Kontrasten nimmt die Sehschärfe des menschlichen Auges merklich ab, wobei die Sehschärfe den Kehrwert des Auflösungsvermögens darstellt. Die Linsenbreite einer Mikrolinse ist somit üblicherweise geringer als das Auflösungsvermögen des bloßen Auges eines normalsichtigen Erwachsenen.
Zur Herstellung eines bunten Druckbildes wird bzw. ist das Substrat mit mehreren Druckfarben bedruckt, z. B. sind auf dem Substrat die als Primärfarben bezeichneten Druckfarben Rot, Grün, Blau und gegebenenfalls die Druckfarbe Schwarz ausgebildet. Ein Druckbild besteht im Regelfall aus einer Anordnung mehrerer an verschiedenen Positionen des betreffenden Druckbildes angeordneter kleinflächiger Bildelemente, wobei jedes Bildelement vorzugsweise mehrere Bildpunkte oder Linien aufweist und sich i. d. R. über eine Länge von weniger als 100 µm erstreckt. Jedes Bildelement oder eine Gruppe von benachbarten Bildelementen bildet z. B. eine durch die Linse zu betrachtendes Objekt. Die einzelnen Bildelemente sind in einem Druckbild i. d. R. zur Ausbildung eines den informatorischen Gehalt eines Druckbildes bestimmenden Druckmotivs angeordnet. Aufgrund seines begrenzten i. d. R. nicht ausreichenden Auflösungsvermögens sind in Verbindung mit einer Mikrolinse verwendete einzelne Bildelemente vom bloßen menschlichen Auge singulär normalerweise nicht wahrnehmbar. Ein von einer Person wahrgenommener Farbeindruck des Druckbildes oder zumindest eines Teils dieses Druckbildes entsteht durch eine im Auge und Gehirn des Betrachters stattfindende additive Farbmischung von in den betreffenden Bildelementen jeweils in unterschiedlichen Druckfarben gedruckten Bildpunkten und/oder Linien. Eine Überlagerung von jeweils zwei Primärfarben ergibt die als Sekundärfarben bezeichneten Farbeindrücke Gelb, Cyan und Magenta. Eine Überlagerung aller drei Primärfarben ergibt den Farbeindruck Weiß. Ein Farbregister, d. h. eine Passerhaltigkeit, d. h. eine Passgenauigkeit von Bildpunkten und/oder Linien jeweils verschiedener Druckfarben in ihrer relativen Anordnung zueinander, beträgt bei den Ausführungsbeispielen der hier betrachteten Erfindung jeweils weniger als 10 µm und liegt insbesondere im Bereich von etwa 5 µm.
Die in Verbindung mit den Ausführungsbeispielen der hier betrachteten Erfindung vorgesehene optisch abbildende Struktur ist vorzugsweise in Kombination mit Bildpunkten und/oder Linien unterschiedlicher Druckfarben angeordnet. Das Druckbild ist bzw. wird vorzugsweise als oder durch Überlagerung mehrerer Teildruckbilder hergestellt, wobei mehrere oder bevorzugt jedes der Teildruckbilder z. B. in einer anderen Druckfarbe gedruckt ist bzw. wird. Dabei kann die Überlagerung durch sukzessiven Übereinanderdruck auf das Substrat oder vorzugsweise durch ein Sammeln der Teildruckbilder auf einem Druckelement, z. B. auf einem Zylinder, und einer gleichzeitigen Abgabe an das Substrat bewirkt sein bzw. werden. Die Teildruckbilder bestehen ihrerseits jeweils aus Bildpunkten und/oder Linien, wobei die Bildpunktgröße dieser Bildpunkte und/oder die Linienstärke der betreffenden Linien jeweils im Mikrometerbereich liegen, z. B. im Bereich von weniger als 20 µm. Bei einem das Druckbild betrachtenden Betrachter überlagern sich in dessen Wahrnehmung die mehreren an diesem Druckbild beteiligten Teildruckbilder z. B. zu einem farblichen Gesamteindruck.
Eine aus mindestens einem Druckbild und mindestens einer optisch abbildenden Struktur bestehende Anordnung lässt einen das Druckbild betrachtenden Betrachter unter verschiedenen Betrachtungswinkeln mehrere unterschiedliche Einzelbilder wahrnehmen, wobei eine Sequenz von Einzelbildern in der Wahrnehmung des Betrachters ein Wechselbild bzw. Wackelbild (Flip) und/oder einen räumlichen, d. h. dreidimensionalen Effekt und/oder einen Morphing-Effekt und/oder einen Zoom-Effekt und/oder eine Animation entstehen lässt. Jedes dieser Einzelbilder wird auch als ein Frame bezeichnet. Die vom Betrachter jeweils unter einem bestimmten Betrachtungswinkel wahrnehmbaren Einzelbilder entstehen durch eine durch die optisch abbildende Struktur festgelegte Selektion aus der Menge der an den jeweiligen Positionen der Mikrolinsen aufgrund des dortigen mindestens einen Bildelementes oder der dortigen Bildelemente wahrnehmbaren Teildruckbilder, wobei der auf eine Position des Druckbildes bezogene farbliche Gesamteindruck durch Überlagerung aller an dieser Position vorhandenen und wahrnehmbaren Teildruckbilder entsteht. Die in Kombination mit einem Druckbild angeordnete optisch abbildende Struktur ist demnach eine optische Maskierung der in Deckung mit der Fläche der optisch abbildenden Struktur angeordneten an dem betreffenden Druckbild beteiligten Teildruckbilder.
Um für einen das Druckbild betrachtenden Betrachter jeweils unter einem bestimmten Betrachtungswinkel jeweils mehrere Frames gleichzeitig wahrnehmbar werden zu lassen, um dadurch z. B. komplexere und/oder differenziertere Animationen zu realisieren, wird eine Anordnung aufweisend ein Druckbild und eine aus mehreren plankonvexen Mikrolinsen bestehende optisch abbildende Struktur vorgeschlagen, bei der unter mindestens einer Mikrolinse der betreffenden optisch abbildenden Struktur nebeneinander mehrere, vorzugsweise mehr als drei, insbesondere zwischen fünf und zehn Bildelemente angeordnet sind, wobei diese Bildelemente zwischen der Erstreckung der Linsenbreite der betreffenden Mikrolinse und ihrem Fokus in einer parallel zur Hauptebene der betreffenden Mikrolinse liegenden Schnittebene angeordnet sind, wobei die Schnittebene einen Kegel oder ein Winkelfeld des jeweils durch die Linsenbreite der betreffenden Mikrolinse in Richtung der nebeneinander angeordneten Bildelemente einfallenden Lichts schneidend angeordnet ist, wobei in der Schnittebene innerhalb des Kegels oder des Winkelfeldes gleichzeitig mehrere voneinander verschiedene Bildelemente aneinandergereiht angeordnet sind.
Damit ergibt sich eine Anordnung aufweisend ein Druckbild und eine aus mehreren plankonvexen Mikrolinsen bestehende optisch abbildende Struktur, wobei jede dieser Mikrolinsen längs zum Druckbild eine Linsenbreite vorzugsweise von weniger als 100 µm aufweist, wobei das Druckbild eine Vielzahl von Bildelementen aufweist, wobei unter mindestens einer der Mikrolinsen der betreffenden optisch abbildenden Struktur jeweils mehrere Bildelemente angeordnet sind, wobei diese mehreren jeweils unter mindestens einer der Mikrolinsen der betreffenden optisch abbildenden Struktur angeordneten Bildelemente längs zur Linsenbreite nebeneinander angeordnet sind und sich jeweils in Richtung der Linsenbreite jeweils über eine geringere Länge als die betreffende Linsenbreite erstrecken, wobei zwischen der Erstreckung der Linsenbreite der betreffenden Mikrolinse und ihrem Fokus in einer im Kegel oder im Winkelfeld des jeweils durch die Linsenbreite der betreffenden Mikrolinse in Richtung der nebeneinander angeordneten Bildelemente einfallenden Lichts parallel zur Hauptebene der betreffenden Mikrolinse liegenden Schnittebene gleichzeitig mehrere, vorzugsweise mindestens drei, insbesondere mehr als drei jeweils voneinander verschiedene Bildelemente aneinandergereiht angeordnet sind. Mit dieser Anordnung sind für einen das Druckbild betrachtenden Betrachter jeweils unter einem bestimmten Betrachtungswinkel jeweils mehrere Frames gleichzeitig wahrnehmbar, was komplexe und/oder differenzierte Animationen sowie bei entsprechend farbig ausgebildeten Bildelementen gleitende Farbübergänge und/oder bei aus den Bildelementen gebildeten unterschiedlichen Druckmotiven gleitende Frameübergänge entstehen lässt.
Das Substrat ist z. B. ein faserhaltiger Bedruckstoff, insbesondere Papier, oder eine Folie, vorzugsweise eine Polymerfolie. Das Substrat kann opak oder transparent ausgebildet sein. Das Substrat kann einlagig oder mehrlagig, insbesondere abschnittsweise mehrlagig ausgebildet sein. Verschiedene Lagen eines mehrlagigen Substrates können aus verschiedenen Werkstoffen ausgebildet sein, z. B. eine Lage aus Papier und eine weitere Lage aus einer Polymerfolie. Das Substrat oder zumindest eine jeweilige Lage dieses Substrates hat eine Materialstärke, d. h. Dicke z. B. von weniger als 100 µm, vorzugsweise von weniger als 50 µm, insbesondere etwa 25 µm. Ein auf dem Substrat ausgebildetes Druckbild hat eine Schichtdicke z. B. von weniger als 10 µm, vorzugsweise von weniger als 5 µm, insbesondere im Bereich von 1 µm bis 2 µm. Das Substrat kann einseitig oder doppelseitig bedruckt sein.
Die Anordnung aus Druckbild und optisch abbildender Struktur ist in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Bestandteil eines Sicherheitselementes oder eines Dokuments, insbesondere eines Sicherheitsdokuments. Zu diesen Dokumenten zählen beispielsweise Banknoten, Kreditkarten, Schecks, Wertpapiere, Aktienzertifikate, Pässe, Ausweise, Führerscheine, Eigentumsurkunden, Reisedokumente wie Flug- oder Bahnfahrscheine, Eintrittskarten, Studienbelege sowie andere amtliche oder behördliche Urkunden wie Geburts-, Todes- oder Heiratsurkunden. Diese Aufzählung ist nur beispielhaft und keineswegs abschließend. Bevorzugt handelt es sich jedoch um Banknoten.
1 zeigt beispielhaft ein Dokument 02, insbesondere ein Sicherheitsdokument 02, auf welchem mindestens ein Sicherheitselement 01 appliziert ist. Das Dokument 02 und/oder das betreffende Sicherheitselement 01 weisen zumindest teilflächig, vorzugsweise vollflächig mindestens eine optisch abbildende Struktur 03 auf, wobei die jeweilige optisch abbildende Struktur 03 vorzugsweise als eine aus Mikrolinsen 11 ausgebildete mikrooptische Struktur 03 ausgebildet ist. Die betreffende optisch abbildende Struktur 03 überdeckt zumindest teilweise ein auf dem Dokument 02 ausgebildetes oder aufgebrachtes Druckbild 27.
2 zeigt beispielhaft insbesondere als einen Ausschnitt aus dem in der 1 dargestellten Sicherheitselement 01 oder Dokument 02 in einer stark vergrößerten Schnittdarstellung eine Anordnung mit einer einzelnen plankonvexen Mikrolinse 11, die in eine Gruppe oder in ein Raster von Mikrolinsen 11 eingebunden ist. Die betreffende Mikrolinse 11 weist eine Symmetrieachse 12 auf, die gleichzeitig auch die optische Achse 12 dieser Mikrolinse 11 bildet. Die Mikrolinse 11 kann rotationssymmetrisch sphärisch oder asphärisch ausgebildet sein oder sie ist z. B. achsensymmetrisch stabförmig ausgebildet, wobei sich bei einer achsensymmetrisch stabförmig ausgebildeten Mikrolinse 11 die Symmetrieachse 12 orthogonal zu ihrer Stablänge erstreckt. Die Mikrolinse 11 ist z. B. aus einem transparenten Kunststoff oder Harz spritz- oder gieß- oder präge- oder drucktechnisch hergestellt. Die Mikrolinse 11 hat eine dem Lichteintritt dienende konvexe Hüllfläche 13, wobei ein Bündel paralleler Lichtstrahlen 14 auf diese Hüllfläche 13 trifft. Die Mikrolinse 11 weist achsensymmetrisch zu ihrer optischen Achse 12 zwei gegenüberliegende die konvexe Hüllfläche 13 begrenzende Randpunkte 16; 17 auf, wobei der Abstand dieser beiden Randpunkte 16; 17 eine als Linsenbreite 18 bezeichnete Breite dieser Mikrolinse 11 bestimmt. Die Linsenbreite 18 einer Mikrolinse 11 beträgt weniger als 100 µm. Die beiden Randpunkte 16; 17 der konvexen Hüllfläche 13 liegen in einer orthogonal zur optischen Achse 12 der betreffenden Mikrolinse 11 angeordneten Ebene, die auch als Hauptebene 19 dieser Mikrolinse 11 bezeichnet wird. In dem in der 4 dargestellten Ausführungsbeispiel bildet die Hauptebene 19 eine plane Hüllfläche 21 der betreffenden Mikrolinse 11. Ein Abstand zwischen der Hauptebene 19 der Mikrolinse 11 und ihrem Fokus 23 (Brennpunkt) bildet die Brennweite 22 der betreffenden Mikrolinse 11, wobei der Fokus 23 ein Schnittpunkt der gebündelten, parallel in die Mikrolinse 11 einfallenden Lichtstrahlen 14 ist. Die Brennweite 22 einer Mikrolinse 11 liegt bei unter 100 µm. Eine im Fokus 23 orthogonal zur optischen Achse 12 angeordnete Ebene heißt Fokalebene 24.
In dem in der 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Mikrolinse 11 Teil eines Linsenarrays oder eines Linsenrasters, in welchem mit Bezug auf eine bestimmte Fläche beliebiger Kontur jeweils vorzugsweise lückenlos und überlappungsfrei eine Vielzahl von Mikrolinsen 11 angeordnet sind. Das Linsenarray oder das Linsenraster ist auf einem Substrat 26 angeordnet, wobei das Substrat 26 z. B. als ein faserhaltiger Bedruckstoff z. B. mit einem transparenten Fenster, insbesondere Papier, oder als eine Folie, vorzugsweise eine Polymerfolie ausgebildet ist. Das Substrat 26 weist eine Materialstärke 29 bzw. Dicke 29 z. B. von weniger als 100 µm, vorzugsweise von weniger als 50 µm, insbesondere etwa 25 µm auf. Das Substrat 26 ist vorzugsweise Teil eines Sicherheitselementes 01 oder eines Dokuments 02, insbesondere eines Sicherheitsdokuments 02. Das Substrat 26 ist zumindest in dem von der planen Hüllfläche 21 der jeweiligen Mikrolinse 11 abgedeckten Bereich transparent ausgebildet. In dem in der 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf der Rückseite des Substrats 26, d. h. auf der von der Mikrolinse 11 abgewandten Seite dieses Substrats 26 ein Druckbild 27 geringer Schichtdicke 36 z. B. von weniger als 10 µm aufgebracht, wobei dieses Druckbild 27 eine Vielzahl einzelner jeweils voneinander verschiedener Bildelemente 28 aufweist. Diese einzelnen Bildelemente 28 sind sehr kleinflächig ausgebildet und erstrecken sich parallel zur Linsenbreite 18 über nur wenige Mikrometer, z. B. über maximal 10 µm. Daher ist es möglich, mehrere, z. B. zehn derartiger Bildelemente 28a bis 28j in dem von der planen Hüllfläche 21 der Mikrolinse 11 abgedeckten Bereich nebeneinander aneinandergereiht anzuordnen. Mindestens eines der nebeneinander angeordneten Bildelemente 28a bis 28j weist vorzugsweise jeweils in unterschiedlichen Druckfarben gedruckte Bildpunkte und/oder Linien auf, wobei insbesondere in Abhängigkeit von der Anzahl der nebeneinander angeordneten Bildelemente 28a bis 28j deren jeweilige Bildpunkte eine Bildpunktgröße und/oder deren Linien eine Linienstärke jeweils im Bereich weniger Mikrometer, vorzugsweise im Bereich von weniger als 10 µm aufweisen. Das Druckbild 27 besteht vorzugsweise aus einem Übereinanderdruck oder einer Überlagerung mehrerer jeweils in unterschiedlichen Druckfarben gedruckter Teildruckbilder. Die in dem von der planen Hüllfläche 21 der Mikrolinse 11 abgedeckten Bereich, d. h. unter der betreffenden Mikrolinse 21 nebeneinander angeordneten Bildelemente 28a bis 28j gehören vorzugsweise jeweils zu unterschiedlichen Druckmotiven.
Die unter der betreffenden Mikrolinse 11 nebeneinander angeordneten Bildelemente 28a bis 28j sind vorteilhafterweise näher zur Mikrolinse 11 angeordnet als deren Fokus 23. Vorzugsweise sind diese Bildelemente 28a bis 28j zwischen der betreffenden Mikrolinse 11 und ihrem Fokus 23 in einer parallel zur Hauptebene 19 der betreffenden Mikrolinse 11 liegenden Schnittebene 31 angeordnet, wobei die Schnittebene 31 einen Kegel 32 oder ein Winkelfeld 32 des jeweils durch die Linsenbreite 18 der betreffenden Mikrolinse 11 in Richtung der nebeneinander angeordneten Bildelemente 28a bis 28j einfallenden Lichts schneidend angeordnet ist, wobei in der Schnittebene 31 innerhalb des Kegels 32 oder des Winkelfeldes 32 gleichzeitig vorzugsweise mehrere der Bildelemente 28a bis 28j aneinandergereiht angeordnet sind. In dem in der 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind innerhalb des Kegels 32 oder des Winkelfeldes 32 gleichzeitig die z. B. fünf Bildelemente 28c bis 28g aneinandergereiht angeordnet, wohingegen die übrigen der in dem von der planen Hüllfläche 21 der Mikrolinse 11 abgedeckten Bereich angeordneten Bildelemente 28a, 28b und 28h bis 28j für einen das Druckbild 27 betrachtenden Betrachter unter einem mit den einfallenden Lichtstrahlen 14 korrespondierenden z. B. spitzen ersten Betrachtungswinkel 33 nicht wahrnehmbar sind. Wenn nun für einen das Druckbild 27 betrachtenden Betrachter der Betrachtungswinkel zu einem vom ersten Betrachtungswinkel 33 verschiedenen z. B. stumpfwinkligen zweiten Betrachtungswinkel 34 verändert wird, verändern sich für ihn auch die von ihm wahrnehmbaren Bildelemente 28a bis 28j. Dies ist in der 3 dargestellt, die dieselbe Anordnung mit einem Druckbild 27 und einer aus mehreren plankonvexen Mikrolinsen 11 bestehende optisch abbildende Struktur 03 wie die 2 aufweist. Aufgrund des vom ersten Betrachtungswinkel 33 verschiedenen zweiten Betrachtungswinkels 34 sind in dem in der 3 dargestellten Ausführungsbeispiel für einen das Druckbild 27 betrachtenden Betrachter nur die Bildelemente 28d bis 28h wahrnehmbar, die übrigen hingegen nicht.
4 zeigt in einer Draufsicht eine z. B. auf einem Sicherheitselement 01 oder einem Dokument 02, insbesondere einem Sicherheitsdokument 02 (1) applizierte optisch abbildende Struktur 03 in Form einer geometrischen 37, deren vorzugsweise ebene Fläche zumindest im Wesentlichen, d. h. makroskopisch betrachtet, eine z. B. rechteckige Kontur 38 aufweist. Die sich über die gesamte Fläche der geometrischen 37 erstreckende optisch abbildende Struktur 03 weist eine Vielzahl von vorzugsweise jeweils plankonvex ausgebildeten Mikrolinsen 11 auf. Dabei ist eine erste Teilmenge dieser Mikrolinsen 11 in einem aus z. B. quadratischen Gitterzellen 39 bestehenden insbesondere gleichmäßigen Gitter vorzugsweise jeweils lückenlos und überlappungsfrei angeordnet, wobei diese im Gitter angeordneten Mikrolinsen 11 jeweils rotationssymmetrisch sphärisch oder rotationssymmetrisch asphärisch ausgebildet sind. Die Gitterzellen 39 sind durch eine Menge von Gitterpunkten 41 definiert, die untereinander durch eine Menge von Gitterlinien 42 verbunden sind. Die konkrete Zahl der Gitterpunkte 41 und Gitterlinien 42 ist jeweils von der Form des gewählten Gitters abhängig. Im Fall quadratischer Gitterzellen 39 ergeben sich jeweils vier Gitterpunkte 41 und vier Gitterlinien 42, im Fall hexagonaler Gitterzellen 39 sind es jeweils sechs. Die Gitterpunkte 41 sind jeweils an Punkten aus der Punktmenge der die optisch abbildende Struktur 03 beschreibenden geometrischen 37 ausgebildet. An jedem der eine Gitterzelle 39 aufspannenden Gitterpunkte 41 ist jeweils eine Mikrolinse 11 angeordnet, wobei der Scheitelpunkt 44 (2 oder 3) der betreffenden Mikrolinse 11 vorzugsweise jeweils deckungsgleich mit dem betreffenden Gitterpunkt 41 angeordnet ist, wobei sich der Scheitelpunkt 44 der betreffenden Mikrolinse 11 jeweils im Schnittpunkt ihrer optischen Achse 12 mit ihrer dem Lichteintritt dienenden konvexen Hüllfläche 13 befindet. Eine zweite Teilmenge der zur betreffenden optisch abbildenden Struktur 03 gehörenden Mikrolinsen 11 ist in mindestens einem, vorzugsweise in mehreren Linsenrastern 43 mit mehreren jeweils achsensymmetrisch stabförmig ausgebildeten Mikrolinsen 11 angeordnet, wobei diese in einem Linsenraster 43 angeordneten Mikrolinsen 11 jeweils orthogonal zu ihrer Stablänge vorzugsweise jeweils lückenlos und überlappungsfrei aneinandergereiht sind. Im Falle mehrerer innerhalb der Fläche der geometrischen 37 angeordneter Linsenraster 43 weisen diese Linsenraster 43 z. B. eine jeweils voneinander verschiedene Orientierung auf. In einer vorteilhaften Anordnung stehen die jeweilige Orientierung verschiedener innerhalb der Fläche derselben optisch abbildenden Struktur 03 angeordneten Linsenraster 43 z. B. rechtwinklig oder spitzwinklig oder stumpfwinklig zueinander. In der geometrischen 37 einer optisch abbildenden Struktur 03 mit einer rechteckigen, insbesondere quadratischen Fläche kann die Orientierung eines innerhalb dieser Fläche ausgebildeten Linsenrasters 43 auch diagonal angeordnet sein. Die innerhalb der Fläche derselben optisch abbildenden Struktur 03 angeordneten Linsenraster 43 sind in ihrer jeweiligen Form und/oder in ihrem jeweiligen Flächenanteil z. B. unterschiedlich ausgebildet.
5 zeigt beispielhaft stark vergrößert in einer Draufsicht eine aus mehreren Linsenrastern 43 zusammengesetzte optisch abbildende Struktur 03. Dabei sind mehrere der jeweils aus mehreren Mikrolinsen 11 bestehenden Linsenraster 43 jeweils als eine vorzugsweise quadratische Rechteckfläche ausgebildet Die jeweils in einer Rechteckfläche ausgebildeten Linsenraster 43 sind jeweils in mindestens einer Zeile und/oder in mindestens einer Spalte insbesondere jeweils lückenlos und überlappungsfrei angeordnet. Benachbart angeordnete Linsenraster 43 sind jeweils in zueinander verschiedener Orientierung angeordnet, wobei Linsenraster 43 gleicher erster Orientierung und andere Linsenraster 43 gleicher von der ersten Orientierung verschiedener zweiter Orientierung z. B. jeweils alternierend angeordnet sind. Die mehreren die optisch abbildende Struktur 03 bildenden Linsenraster 43 bilden in der bevorzugten Ausführungsform gemeinsam ein unterlegtes vorzugsweise mehrfarbiges Druckbild 27 ab, wobei dieses Druckbild 27 vorzugsweise in der zuvor beschriebenen Art aus einem Übereinanderdruck oder aus einer Überlagerung mehrerer jeweils in unterschiedlichen Druckfarben gedruckter Teildruckbilder besteht und in Form mehrerer Bildpunkte und/oder Linien ausgebildet ist. Das Druckbild 27 ist z. B. derart ausgebildet, dass ein Frame, d. h. ein Einzelbild z. B. einer Animation, aus jeweils zwei unterschiedlichen Halbbildern zeilenweise, also in einem Zeilensprungverfahren aufgebaut ist (engl.: interlacing). Jedes der an der optisch abbildenden Struktur 03 beteiligten Linsenraster 43 weist eine Kantenlänge im Bereich von 100 µm bis maximal 300 µm, vorzugsweise von etwa 250 µm auf. Die jeweilige Linsenbreite 18 der in den jeweiligen Linsenrastern 43 dieser optisch abbildenden Struktur 03 angeordneten Mikrolinsen 11 beträgt weniger als 100 µm und liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 20 µm und 65 µm. Aufgrund des im Bereich von etwa 150 µm begrenzten Auflösungsvermögens des bloßen menschlichen Auges normalsichtiger Erwachsener können bei einem Abstand von z. B. 25 cm die mehreren gemeinsam die optisch abbildende Struktur 03 bildenden Linsenraster 43, d. h. ihre jeweiligen Abbildungen der jeweils betroffenen Bildelemente 28 des unterlegten Druckbildes 27 einzeln nicht wahrgenommen werden, sondern die jeweiligen von einem bestimmten einzelnen Linsenraster 43 abgebildeten Bildelemente 28 des betreffenden Druckbildes 27 verschmelzen in der Wahrnehmung des das Druckbild 27 betrachtenden Betrachters mit mindestens einer der jeweiligen Abbildungen von Linsenrastern 43, die bezüglich dieser optisch abbildenden Struktur 03 zu dem betreffenden bestimmten Linsenraster 43 benachbart angeordnet sind. Die in der 5 beispielhaft in Form einer quadratisch ausgebildeten geometrischen 37 dargestellte optisch abbildende Struktur 03 mit insgesamt z. B. sechszehn in ihrer jeweiligen Orientierung jeweils alternierend angeordneten Linsenrastern 43 misst Seitenlängen jeweils z. B. im Bereich von 0,6 mm bis 1,5 mm, vorzugsweise von etwa 1 mm. Ein Vorteil der Anordnung bestehend aus einem Druckbild 27 und einer entsprechend der 5 ausgebildeten optisch abbildenden Struktur 03 besteht darin, dass durch eine Gruppe aus eindimensional orientierten Linsenrastern 43 zweidimensionale Lentikularbilder erzeugt werden können.
Wie aufgezeigt, ergeben sich für einen das Druckbild 27 in Kombination mit der optisch abbildenden Struktur 03 betrachtenden Betrachter sehr komplexe, z. B. für verschiedene Richtungen auch unterschiedliche Animationen, wenn die z. B. in Form einer geometrischen 37 ausgebildete optisch abbildende Struktur 03 mit zumindest einigen der anhand der 4 oder 5 aufgezeigten Merkmale verwendet wird. Wenn innerhalb der Fläche einer als eine geometrische 37 ausgebildeten optisch abbildenden Struktur 03 unterschiedlich orientierte Linsenraster 43 verwendet werden, wie es in den 4 und 5 beispielhaft dargestellt ist, ist im Fertigungsprozess das Druckverfahren derart auszuführen, dass bei dem unterlegten Druckbild 27 der vorbeschriebenen Art dessen Farbregister zweidimensional eingehalten ist, z. B. sowohl in Transportrichtung des durch die Druckmaschine bewegten Bedruckstoffes als auch quer dazu. Das führt dazu, dass die Passerhaltigkeit der am Aufbau des betreffenden Druckbildes 27 beteiligten jeweils in verschiedenen Druckfarben gedruckten Bildpunkte und/oder Linien in zwei orthogonalen Richtungen jeweils weniger als 10 µm beträgt und insbesondere im Bereich von etwa 5 µm liegt.
6 zeigt eine optisch abbildende Struktur 03 bestehend aus einer Gruppe von jeweils rotationssymmetrisch sphärisch oder rotationssymmetrisch asphärisch ausgebildeten Mikrolinsen 11, die in einem Gitter aus quadratischen Gitterzellen 39 lückenlos und überlappungsfrei angeordnet sind, d. h. Randpunkte 16; 17 benachbarter Mikrolinsen 11 befinden sich in einem Berührungskontakt. Die quadratischen Gitterzellen 39 weisen vier Gitterpunkte 41 auf, die untereinander durch zwei Paare paralleler Gitterlinien 42 verbunden sind. An jedem der eine Gitterzelle 39 aufspannenden Gitterpunkte 41 ist jeweils eine Mikrolinse 11 angeordnet, wobei der Scheitelpunkt 44 der betreffenden Mikrolinse 11 jeweils deckungsgleich mit dem betreffenden Gitterpunkt 41 angeordnet ist. Bezogen auf den Flächeninhalt der quadratischen Gitterzelle 39 ergibt sich eine Packungsdichte von maximal π/4 ≈ 78,5%, was zur Folge hat, dass mindestens rund 21% der Fläche der jeweiligen Gitterzelle 39 keinen Beitrag zur Abbildung eines der betreffenden Mikrolinse 11 unterlegten Druckbildes 27 leisten können, sondern bei einem das Druckbild 27 durch die optisch abbildende Struktur 03 betrachtenden Betrachter eine eher unerwünschte störende Wahrnehmung erzeugt.
Wie 7 zu entnehmen ist, kann auch eine optisch abbildende Struktur 03 bestehend aus einer Gruppe von jeweils rotationssymmetrisch sphärisch oder rotationssymmetrisch asphärisch ausgebildeten Mikrolinsen 11, die im Unterschied zur 6 in einem Gitter aus hexagonalen Gitterzellen 39 lückenlos und überlappungsfrei angeordnet sind, d. h. Randpunkte 16; 17 benachbarter Mikrolinsen 11 befinden sich in einem Berührungskontakt, das aufgezeigte Problem der aus Flächeninhalten zwischen den Mikrolinsen 11 stammenden eher unerwünschten störenden Wahrnehmung nicht lösen. Die Packungsdichte erreicht hier zwar maximal π/6 √3 ≈ 90,6%, was aber bedeutet, dass immer noch rund 10% der Fläche der jeweiligen Gitterzelle 39 keinen Beitrag zur Abbildung eines der betreffenden Mikrolinse 11 unterlegten Druckbildes 27 leisten können.
Die unerwünschten optischen Auswirkungen der begrenzten Packungsdichte von in einer Gruppe angeordneten jeweils rotationssymmetrisch sphärisch oder rotationssymmetrisch asphärisch ausgebildeten Mikrolinsen 11 werden in den 8 und 9 verdeutlicht. In den jeweils zweiteiligen 8 und 9 ist jeweils vereinfacht dargestellt, was ein Betrachter wahrnimmt, der unter zwei verschiedenen Betrachtungswinkeln jeweils durch dieselbe Gruppe von Mikrolinsen 11 auf ein den Mikrolinsen 11 unterlegtes Druckbild 27 schaut, wobei dieses Druckbild 27 mindestens zwei verschiedene Bildelemente 28a; 28b aufweist, wobei in den 8 und 9 jeweils auf einem optisch neutralen Substrat 26 jeweils mindestens ein erstes Bildelement 28a jeweils von der konvexen Hüllfläche 13 der betreffenden Mikrolinse 11 vollständig überdeckt ist und mindestens ein anderes zweites Bildelement 28b jeweils an derselben Position in einer Ecke einer z. B. quadratischen Gitterzelle 39 angeordnet und deshalb von der betreffenden Mikrolinse 11 nicht oder nur teilweise mit einem Anteil von weniger als 50% überdeckt ist.
Gemäß der 8 schaut der Betrachter z. B. lotrecht durch die betreffende Mikrolinse 11 und nimmt das von der betreffenden Mikrolinse 11 überdeckte und damit abgebildete mindestens eine erste Bildelement 28a wahr, da das mindestens eine erste von der betreffenden Mikrolinse 11 erfasste Bildelement 28a im Strahlengang des Betrachters liegt und die Mikrolinse 11 optisch scheinbar ausfüllt. Anders ist die in der in 9 dargestellte Situation. Aufgrund des schiefwinkligen Betrachtungswinkels des Betrachters, z. B. unter dem Betrachtungswinkel 33 (2), fokussiert der ihn betreffende Strahlengang nicht das mindestens eine erste von der betreffenden Mikrolinse 11 vollständig überdeckte Bildelement 28a bzw. der Strahlengang trifft es noch nicht einmal, so dass der Betrachter keine Abbildung des mindestens einen ersten Bildelementes 28a durch die betreffende Mikrolinse 11 wahrnimmt. Die betreffende Mikrolinse 11 bleibt in der in 9 dargestellten Situation vor dem Hintergrund des optisch neutralen Substrats 26 optisch inaktiv. In beiden in den 8 und 9 dargestellten Situationen bleiben jedoch das mindestens eine andere zweite Bildelement 28b, das jeweils an derselben Position in einer Ecke einer z. B. quadratischen Gitterzelle 39 angeordnet und deshalb von der betreffenden Mikrolinse 11 nur teilweise überdeckt ist, für den Betrachter wahrnehmbar. Derartig angeordnete Bildelemente 28b, die außerhalb der von der konvexen Hüllfläche 13 der betreffenden Mikrolinse 11 zumindest nahezu vollständig überdeckten Fläche angeordnet sind, führen in der Wahrnehmung des Betrachters zu optischen Störungen wie z. B. zu sogenannten Geisterbildern oder zu einem Übersprecheffekt oder zu einem Verlust im Kontrast oder in der Schärfe bezüglich des als Nutzsignal beabsichtigten wahrnehmbaren Druckbildes 27. Es kann auch zu kontrastarmen und/oder unscharfen Moire-Erscheinungen kommen, wenn das Druckbild 27 periodisch wiederkehrende Bildelemente 28 aufweist, die jedoch mit den in einem gleichmäßigen Gitter angeordneten Mikrolinsen 11 nicht phasengleich angeordnet sind, sondern wobei Teile zumindest einiger periodisch wiederkehrender Bildelemente 28 jeweils außerhalb derjenigen Fläche angeordnet sind, die von der jeweiligen konvexen Hüllfläche 13 der betreffenden Mikrolinsen 11 zumindest nahezu vollständig überdeckt ist. Letzteres ist durch die 10 durch die periodisch wiederkehrenden sternförmigen Bildelemente 28 in ihrem nicht phasengleichen Verhältnis zur gitterförmigen Anordnung der Mikrolinsen 11 veranschaulicht.
Zur Reduktion und/oder Vermeidung der vorgenannten unerwünschten störenden Wahrnehmungen wird vorgeschlagen, bei einer Anordnung aus mehreren rotationssymmetrisch sphärisch oder rotationssymmetrisch asphärisch ausgebildeten Mikrolinsen 11, die in einem aus Gitterzellen 39 bestehenden Gitter angeordnet sind, auf mindestens eine z. B. zwischen benachbarten Mikrolinsen 11 ausgebildete Fläche, die von der jeweiligen konvexen Hüllfläche 13 der betreffenden Mikrolinsen 11 nicht überdeckt ist, einfallende Lichtstrahlen 14 diffus zu reflektieren und damit in eine Vielzahl von unterschiedlichen Raumrichtungen zu streuen. Die in einer Gruppe angeordneten Mikrolinsen 11 bilden eine optisch abbildende Struktur 03 in Form einer geometrischen 37 mit mindestens einer von der jeweiligen konvexen Hüllfläche 13 der betreffenden Mikrolinsen 11 nicht überdeckten Fläche beliebiger, z. B. rechteckiger Kontur 38 aus, wobei die jeweilige von der jeweiligen konvexen Hüllfläche 13 der betreffenden Mikrolinsen 11 nicht überdeckte Fläche einfallende Lichtstrahlen 14 diffus reflektierend, also streuend ausgebildet ist. Dabei liegt ein Remissionsgrad dieser Fläche im Bereich von z. B. 30% bis 99%, vorzugsweise bei mehr als 60%.
Die einfallende Lichtstrahlen 14 diffus reflektierende Fläche ist z. B. aufgeraut, d. h. diese Fläche weist Rauigkeitsstrukturen mit einer Rautiefe auf, die mit Bezug auf die jeweilige Wellenlänge der einfallenden Lichtstrahlen 14 bzw. mit Bezug auf das Spektrum des einfallenden Lichts in der gleichen Größenordnung liegt und damit einen Wert im Bereich von z. B. 380 nm bis 780 nm aufweist. Vorzugsweise ist die Rauheit der diffus reflektierenden Fläche, angegeben z. B. durch einen Mittenrauwert Ra oder eine gemittelte Rautiefe Rz der betreffenden Fläche (jeweils z. B. nach DIN EN ISO 4288:1998-04), etwa genau so groß wie die Wellenlänge der einfallenden Lichtstrahlen 14. Die Rauigkeitsstrukturen weisen über die Fläche verteilt i. d. R. eine Vielzahl von Streuzentren für die einfallenden Lichtstrahlen 14 auf.
Die Aufrauhung der mindestens einen einfallende Lichtstrahlen 14 diffus reflektierenden Fläche kann z. B. in einem Prägeverfahren oder Gießverfahren, welches zur Herstellung der die mehreren Mikrolinsen 11 aufweisenden optisch abbildenden Struktur 03 verwendet wird, dadurch gefertigt werden bzw. ausgebildet sein, dass bei einer die Mikrolinsen 11 prägenden oder gießenden z. B. metallischen Matrize 46 z. B. mittels Schleifen oder Läppen oder Honen oder Sandstrahlen oder Beizen oder Ätzen oder eines anderen abrasiven Verfahrens aufgeraute Bereiche 49 zwischen den Mulden 47 für die jeweils auszubildenden Mikrolinsen 11 mit einer Rauheit in einer zur Wellenlänge der einfallenden Lichtstrahlen 14 vergleichbaren Größenordnung ausgebildet werden, so dass sich die Rauigkeitsstrukturen dieser Bereiche 49 z. B. beim Prägen der Mikrolinsen 11 mittels dieser Matrize 46 auf dem für diese Mikrolinsen 11 vorgesehenen Rohling 48 oder Halbzeug 48 abbilden oder z. B. beim Gießen auf einem Substrat 26 ausbilden. Dieser Rohling 48 oder dieses Halbzeug 48 ist z. B. aus einem jeweils UV-härtbaren Kunststoff oder Harz ausgebildet. Diese Vorgehensweise ist durch die 11 veranschaulicht. Die von den Mikrolinsen 11 nicht überdeckten aufgerauten Bereiche 49 auf der Fläche der geometrischen 37 erscheinen einem Betrachter aufgrund der diffusen Reflexion, d. h. der Lichtstreuung matt und/oder fahl und/oder weißlich.
Eine weitere Lösung zur Reduktion und/oder Vermeidung der vorgenannten unerwünschten störenden Wahrnehmungen besteht z. B. darin, z. B. gießtechnisch oder prägetechnisch gefertigte Mikrolinsen 11 in ihrem Fertigungsprozess relativ zu Bildelementen 28 eines unterlegten Druckbildes 27 zu positionieren. Dies ist durch die 12 veranschaulicht. Bei dieser Lösung ist für die z. B. gießtechnisch oder prägetechnisch gefertigten Mikrolinsen 11 ihre jeweilige jeweils auf mindestens ein Bildelement 28 eines unterlegten Druckbildes 27 bezogene Position in ihrem Fertigungsprozess eingestellt oder zumindest einstellbar, wobei diese in einer Gruppe angeordneten Mikrolinsen 11 eine optisch abbildende Struktur 03 in Form einer geometrischen 37 bilden.
Die vorgenannten unerwünschten störenden Wahrnehmungen können beispielsweise auch dadurch reduziert und/oder vermieden werden, dass von den Mikrolinsen 11 auf der Fläche der geometrischen 37 nicht überdeckte Bereiche 49 insbesondere weiß gefärbt sind. Die Färbung, insbesondere Weißfärbung der von den Mikrolinsen 11 auf der Fläche der geometrischen 37 nicht überdeckten Bereiche 49 erfolgt z. B. in Verbindung mit der Fertigung dieser Mikrolinsen 11 und wird anhand von der 13 erläutert. 13 zeigt exemplarisch in vier Teildarstellungen a bis d aufeinanderfolgende Fertigungsschritte zur Ausbildung von Mikrolinsen 11 mit von diesen Mikrolinsen 11 auf der Fläche der geometrischen 37 nicht überdeckten insbesondere weiß gefärbten Bereichen 49. Im ersten Fertigungsschritt (a) werden Mulden 47 einer zur Fertigung der Mikrolinsen 11 verwendeten Matrize 46, d. h. Gussform, z. B. mit einem jeweils UV-härtbaren Kunststoff oder Harz befüllt. Sodann werden die zwischen den Mulden 47 der Matrize 46 angeordneten Stege 51 an den von den Mikrolinsen 11 nicht überdeckten Bereichen 49 z. B. dadurch insbesondere weiß gefärbt, dass ein insbesondere weiße Druckfarbe 52 tragender Druckträger 53 auf diese von den Mikrolinsen 11 nicht überdeckten Bereiche 49 aufgedrückt wird, was in der ersten Teildarstellung durch den Richtungspfeil angedeutet ist. Die zweite Teildarstellung b) zeigt die zur Fertigung der Mikrolinsen 11 verwendete Matrize 46 jeweils mit z. B. mit einem Kunststoff oder Harz befüllten Mulden 47 und jeweils insbesondere weiß gefärbten Stegen 51, nachdem der die weiße Druckfarbe 52 tragende Druckträger 53 - wie durch den Richtungspfeil angedeutet - von der Matrize 46 wieder entfernt worden ist. Gemäß der dritten Teildarstellung c) wird die Matrize 46 mit ihren jeweils mit z. B. einem Kunststoff oder Harz befüllten Mulden 47 und ihren jeweils insbesondere weiß gefärbten Stegen 51 in Pfeilrichtung auf ein Substrat 26 aufgedrückt, wobei sich die weiße Druckfarbe 52 auf den Stegen 51 noch in einem feuchten Zustand befindet. Sowohl die auf den Stegen 51 der Matrize 46 aufgetragene insbesondere weiße Druckfarbe 52 als auch die z. B. aus einem Kunststoff oder Harz bestehenden Gussstücke zur Fertigung der Mikrolinsen 11 werden auf das Substrat 26 übertragen. Wie die vierte Teildarstellung d) zeigt, wird die Matrize 46 mit ihren entleerten Mulden 47 und nach der Übertragung der insbesondere weißen Druckfarbe 52 vom Substrat 26 abgehoben, was durch den Richtungspfeil angedeutet ist. Durch die in den vier Teildarstellungen a) bis d) exemplarisch dargestellten Fertigungsschritte wird eine aus einer Anordnung von mehreren Mikrolinsen 11 bestehende optisch abbildende Struktur 03 in Form einer geometrischen 37 ausgebildet, wobei von den Mikrolinsen 11 auf der Fläche der geometrischen 37 nicht überdeckte Bereiche 49 insbesondere weiß gefärbt sind. Die von den Mikrolinsen 11 auf der Fläche der geometrischen 37 nicht überdeckten insbesondere weiß gefärbten Bereiche 49 weisen zusätzlich z. B. Rauigkeitsstrukturen mit einer Rautiefe auf, die mit Bezug auf die jeweilige Wellenlänge der einfallenden Lichtstrahlen 14 bzw. mit Bezug auf das Spektrum des einfallenden Lichts in der gleichen Größenordnung liegt, so dass diese Bereiche 49 infolge ihrer Farbgebung und ihrer Oberflächenbeschaffenheit jeweils diffus reflektierend, also streuend ausgebildet sind.
Um komplexe und/oder differenzierte Animationen zu realisieren und/oder bei entsprechend farbig ausgebildeten Bildelementen 28 gleitende Farbübergänge und/oder bei aus den Bildelementen 28 gebildeten unterschiedlichen Druckmotiven gleitende Frameübergänge entstehen zu lassen, ist es erforderlich, unter den Mikrolinsen 11 einer optisch abbildenden Struktur 03 jeweils nebeneinander mehrere, vorzugsweise mehr als drei, insbesondere zwischen fünf und zehn oder noch mehr Bildelemente 28 anzuordnen, wobei die einzelnen Bildelemente 28 in einem Druckbild 27 zur Ausbildung eines Druckmotivs angeordnet sind. Da die Linsenbreite 18 einer jeden Mikrolinse 11 weniger als 100 µm beträgt und vorzugsweise im Bereich zwischen 20 µm und 65 µm liegt, bedeutet dies, dass die einzelnen Bildelemente 28 jeweils äußerst geringe Abmessungen im Bereich von nur wenigen Mikrometern aufweisen. In der Regel setzt sich jedes dieser drucktechnisch ausgebildeten Bildelement 28 aus mehreren Bildpunkten und/oder Linien zusammen, wobei die Bildpunktgröße dieser Bildpunkte und/oder die Linienstärke dieser Linien vorzugsweise weniger als halb so groß sind wie die jeweilige Linsenbreite 18 der am Aufbau der betreffenden optisch abbildenden Struktur 03 beteiligten Mikrolinsen 11.
Bei verschiedenfarbigen, insbesondere derselben Mikrolinse 11 unterlegten Bildelementen 28 sind deren Bildpunkte und/oder Linien mit einem Farbregister von jeweils weniger als 10 µm, insbesondere im Bereich von etwa 5 µm angeordnet. Die Ausbildung von Bildpunkten und/oder Linien in der vorgenannten Größenordnung von nur wenigen Mikrometern und/oder deren Passerhaltigkeit stellt in einem industriellen Fertigungsprozess eine hohe drucktechnische Herausforderung dar, zumal bei diesen Abmessungen und/oder Genauigkeitsanforderungen eine z. B. drucktechnisch bedingte Deformation des Bedruckstoffes sowie vorzugsweise rheologische Eigenschaften der verwendeten Druckfarbe, insbesondere ihre Spreitung, d. h. ihre flächige Verteilung und Ausbreitung auf der Oberfläche des Bedruckstoffes, für die Ausbildung derartiger Bildpunkte und/oder Linien nicht mehr vernachlässigbare Einflussgrößen bilden.
In der bevorzugten Ausführung ist die Anordnung aus Druckbild 27 und optisch abbildender Struktur 03 Bestandteil eines Sicherheitselementes 01 oder eines Sicherheitsdokuments 02. Dabei ist das Sicherheitselement 01 oder das Sicherheitsdokument 02 z. B. aus mehreren übereinander angeordneten Ebenen oder Schichten aufgebaut, wobei im Folgenden der Begriff „Ebene“ Verwendung findet. Dabei überdeckt eine dem Betrachter des Sicherheitselementes 01 oder des Sicherheitsdokuments 02 zugewandte obere Ebene zumindest teilweise mindestens eine darunterliegende dem Betrachter des Sicherheitselementes 01 oder des Sicherheitsdokuments 02 abgewandte untere Ebene. In der dem Betrachter des Sicherheitselementes 01 oder des Sicherheitsdokuments 02 zugewandten oberen Ebene ist die mindestens eine jeweils mehrere Mikrolinsen 11 aufweisende optisch abbildende Struktur 03 ausgebildet. Diese obere Ebene ist als ein Substrat 26 z. B. in Form einer transparenten Polymerfolie ausgebildet, wobei auf diesem Substrat 26 aus Kunststoff oder Harz z. B. gießtechnisch oder prägetechnisch ausgebildete Mikrolinsen 11 angeordnet sind. Die mindestens eine untere Ebene weist ein weiteres Substrat 26 auf, das in ihrem Werkstoff z. B. von der oberen Ebene verschieden ist. Das Substrat 26 besteht z. B. aus einem z. B. faserhaltigen Bedruckstoff, insbesondere aus Papier, wobei ein in einer der unteren Ebenen z. B. auf dem Bedruckstoff ausgebildetes Druckbild 27 zumindest teilweise von der oberen Ebene überdeckt ist. Die obere Ebene und die mindestens eine untere Ebene werden vorzugsweise noch im Fertigungsprozess in der Druckmaschine zusammengefügt, vorzugsweise nach dem Bedrucken des eine der unteren Ebenen bildenden Bedruckstoffes. In einer weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass das Substrat 26 der oberen Ebene rückseitig, d. h. auf der der mindestens einen unteren Ebene zugewandten Seite vor dem Zusammenfügen mit der betreffenden unteren Ebene bedruckt wird.
Da in dieser Anordnung mit einer optisch abbildenden Struktur 03 die jeweilige Linsenbreite 18 jeder einzelnen Mikrolinse 11 und die jeweiligen Abmessungen jedes am Druckmotiv beteiligten Bildelementes 28 des der optisch abbildenden Struktur 03 unterlegten Druckbildes 27 jeweils kleiner als das Auflösungsvermögen des bloßen menschlichen Auges eines normalsichtigen Erwachsenen im Bereich von etwa 150 µm sind, können von einem Betrachter des Druckbildes 27 einzelne Mikrolinsen 11 und/oder einzelne Bildelemente 28 jeweils einzeln, d. h. als solche erkennend i. d. R. nicht wahrgenommen werden. Vielmehr nimmt der Betrachter des Druckbildes 27 nur jeweils eine Gruppe aus mehreren Mikrolinsen 11 mit den diesen Mikrolinsen 11 unterlegten Bildelementen 28 als ein grafisches Element (Pixel) wahr, wobei diese auf das jeweilige Pixel bezogene Wahrnehmung hinsichtlich seiner Form und/oder Farbe eine Integration über die vom Auge einzeln nicht auflösbaren Bildelemente 28 ist.
14 zeigt schematisch und stark vergrößert eine Anordnung von mehreren, z. B. drei übereinander angeordneten unteren Ebenen eines Sicherheitselementes 01 oder eines Sicherheitsdokuments 02, und zwar in einer ersten Darstellung a) in einem Schnitt und in einer zweiten Darstellung b) in einer zugehörigen Draufsicht. Eine die unteren Ebenen überdeckende zugehörige die optisch abbildende Struktur 03 aufweisende obere Ebene, die einem Betrachter des Sicherheitselementes 01 oder des Sicherheitsdokuments 02 zugewandt ist, ist in 14 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Zu möglichen Ausgestaltungen dieser optisch abbildenden Struktur 03 wird auf die 2 bis 13 mit jeweils zugehörigem Beschreibungstext verwiesen. Als unterste und damit dem Betrachter des Sicherheitselementes 01 oder des Sicherheitsdokuments 02 fernste Ebene ist gemäß 14 a) ein Substrat 26 z. B. in Form eines z. B. faserhaltigen Bedruckstoffes vorgesehen, auf welchem ein mehrfarbiges Druckbild 27 aufgebracht oder angeordnet ist. Das Druckbild 27 setzt sich entsprechend seinem Druckmotiv aus mehreren i. d. R. verschiedenen, insbesondere verschiedenfarbigen Bildelementen 28 zusammen, die auf dem Substrat 26 teils in unterschiedlichen Druckschichten übereinander angeordnet sind. In einer ersten Ausführungsform ist z. B. unmittelbar auf dem Substrat 26 eine untere Druckschicht 54 aufgebracht oder angeordnet, wobei in dieser unteren Druckschicht 54 mehrere i. d. R. verschiedene jeweils mehrere Bildpunkte und/oder Linien breite, insbesondere verschiedenfarbige Farbzonen 61 jeweils vorzugsweise lückenlos und überlappungsfrei nebeneinander angeordnet sind. Auf dieser unteren Druckschicht 54 ist mindestens eine obere Druckschicht 56 angeordnet oder aufgebracht, in welcher jeweils vorzugsweise mehrere i. d. R. verschiedene, insbesondere verschiedenfarbige Bildelemente 28 jeweils auf den Farbzonen 61 z. B. gleichmäßig beabstandet nebeneinander angeordnet sind. Die Farbzonen 61 sind vorzugsweise streifenförmig oder rechteckig ausgebildet; sie können aber auch eine beliebige andere Flächengeometrie aufweisen. Die in der oberen Druckschicht 56 angeordneten Bildelemente 28 sind höchstens halb so breit wie die sich in dieselbe Richtung erstreckenden in der unteren Druckschicht 54 angeordneten Farbzonen 61, vorzugsweise beträgt die Breite der in der oberen Druckschicht 56 angeordneten Bildelemente 28 jeweils weniger als 30% der gleichgerichteten Breite der betreffenden in der unteren Druckschicht 54 angeordneten Farbzone 61. Damit sind mindestens zwei dieser in der oberen Druckschicht 56 angeordneten Bildelemente 28 derart auf einer der in der unteren Druckschicht 54 angeordneten Farbzone 61 angeordnet, dass in einer Draufsicht auf das Sicherheitselement 01 oder Sicherheitsdokument 02 zwischen den mindestens zwei in der oberen Druckschicht 56 jeweils voneinander beabstandet angeordneten Bildelementen 28 jeweils die unter diesen Bildelementen 28 in der unteren Druckschicht 54 angeordnete Farbzone 61 sichtbar ist. Wie durch die 14 b) aufgezeigt ist, ergibt sich in der Draufsicht auf dieses Sicherheitselement 01 oder Sicherheitsdokument 02 eine Anordnung, bei der scheinbar durch die untere Druckschicht 54 gebildete Bildelemente 28 und tatsächlich durch die obere Druckschicht 56 gebildete Bildelemente 28 abwechselnd aneinandergereiht angeordnet sind. In dieser Anordnung ergeben sich mehrere verschiedene Paare von jeweils alternierend angeordneten Bildelementen 28, die jeweils aus einem durch die jeweilige Farbzone 61 dargestellten Bildelement 28 der unteren Druckschicht 54 und einem Bildelement 28 der oberen Druckschicht 56 gebildet sind. In der die Draufsicht betreffenden Darstellung der 14 b) sind durch die gleichen Druckfarben gebildete Paare von Bildelementen 28 beispielhaft zu verschiedenen Frames 57 a bis 57e zusammengefasst, wobei jeder dieser Frames 57a bis 57e in Kombination mit der in der oberen Ebene angeordneten aus Mikrolinsen 11 bestehenden optisch abbildenden Struktur 03 für einen das Druckbild 27 betrachtenden Betrachter ein zweifarbiges Wechselbild (Flip) entstehen lässt. Als weitere Ausführungsform der in der 14 dargestellten Anordnung kann vorgesehen sein, dass eine obere Ebene, die einem Betrachter des Sicherheitselementes 01 oder des Sicherheitsdokuments 02 zugewandt ist und z. B. aus einer transparenten Polymerfolie ausgebildet ist, vorderseitig die optisch abbildende Struktur 03 aufweist und rückseitig zuerst mit den insbesondere verschiedenfarbigen voneinander beabstandeten Bildelementen 28 bedruckt wird, wobei diese einzelnen Bildelemente 28 anschließend mit größerflächigen Farbzonen 61 überdruckt werden. Auf diese Weise wird ebenso eine mehrere Ebenen aufweisende Anordnung geschaffen, die jedoch nicht wie in der zuerst beschriebenen Ausführungsform ein Substrat 26 als Bedruckstoff z. B. aus Papier aufweisen muss. Diese zweite Ausführungsform führt somit z. B. zu einem Sicherheitselement 01 oder einem Sicherheitsdokument 02 geringerer Materialstärke. Beiden Ausführungsformen ist gemeinsam, dass die jeweiligen einzelnen Bildelemente 28 relativ lagetolerant aufgebracht oder angeordnet werden können, da die ihnen unterlegten Farbzonen 61 im Vergleich zu diesen Bildelementen 28 größerflächig ausgebildet sind. Dies ist gerade bei den jeweils im Mikrometerbereich liegenden Abmessungen der Bildelemente 28 sehr vorteilhaft hinsichtlich des Fertigungsprozesses für ein solches Sicherheitselement 01 oder Sicherheitsdokument 02.
Alternativ zu der in der 14 dargestellten Anordnung wird vorgeschlagen, auf einem in einer unteren Ebene eines Sicherheitselementes 01 oder eines Sicherheitsdokuments 02 angeordneten Substrat 26 in einer unteren Druckschicht 54 mehrere verschiedenfarbige Farbzonen 61 nebeneinander anzuordnen, wobei eine sich quer zur Längsrichtung der jeweiligen Farbzone 61 erstreckende Breite vorzugsweise der Linsenbreite 18 entspricht, wobei diese Farbzonen z. B. in den Druckfarben Rot, Grün und Blau ausgebildet sind, wobei diese verschiedenfarbigen Farbzonen 61 durch eine obere Druckschicht 56 maskiert sind. Die Maskierung ist z. B. dadurch ausgebildet, dass die obere Druckschicht 56 eine Anordnung von Löchern 59 oder Schlitzen 59 aufweist.
15 zeigt in einer Draufsicht links die untere Druckschicht 54 mit mehreren, z. B. drei jeweils in Linsenbreite 18 ausgebildeten z. B. parallel verlaufenden vorzugsweise verschiedenfarbigen Farbzonen 61, auf welcher unteren Druckschicht 54 - angedeutet durch das Pluszeichen - die rechts in der 15 abgebildete Maske 58, insbesondere Lochmaske oder Streifenmaske als obere Druckschicht 56 angeordnet wird bzw. ist. Die Farbzonen 61 sind z. B. durch die Druckfarben R (rot); G (grün); B (blau) ausgebildet. In die Maske 58 ist in Zuordnung zu den jeweiligen Farbzonen 61 jeweils ein individuelles Muster an Löchern 59 oder Schlitzen 59 eingebracht, durch welche Löcher 59 oder Schlitze 59 hindurch die jeweilige Druckfarbe R; G; B der unterlegten Farbzone 61 wahrnehmbar wird bzw. ist. Dabei ist jeder der vorzugsweise in verschiedenen Druckfarben R; G; B ausgebildeten Farbzonen 61 ein anderes, jeweils von den übrigen Farbzonen 61 verschiedenes Muster an Löchern 59 oder Schlitzen 59 zugeordnet, so dass sich alle Löcher 59 oder Schlitze 59 in ihren jeweiligen einzelnen Positionen je nach Farbzone 61 voneinander unterscheiden. Alle diese Löcher 59 oder Schlitze 59 weisen zumindest quer zur Längsrichtung der jeweiligen Farbzone 61, d. h. in Richtung der Breite der betreffenden Farbzone 61 jeweils eine Ausdehnung auf, die jeweils kleiner als die jeweilige Linsenbreite 18 derjenigen Mikrolinsen 11 ist, die diese Maske 58 überdecken. Zudem zeigt 15, wie sich die je nach Farbzone 61 unterschiedlich maskierten vorzugsweise verschiedenfarbig ausgebildeten drei Farbzonen 61 in der Kombination mit der Maske 58 darstellen. Aus 15 ist ersichtlich, dass die verschiedenfarbig ausgebildeten Farbzonen 61 durch die verschiedenen Muster an Löchern 59 oder Schlitzen 59 der Maske 58 in eindeutiger Weise kodiert werden. Die Löcher 59 oder Schlitze 59 der Maske 58 sind z. B. in einem Gitter aus vorzugsweise quadratischen Gitterzellen verteilt angeordnet, wobei dieses Gitter in Form und/oder Größe vorzugsweise demjenigen Gitter entspricht, in welchem die Mikrolinsen 11 der optisch abbildenden Struktur 03 angeordnet sind. Dies ist in der 15 durch die gestrichelten Linien angedeutet, die die Maske 58 in Zeilen und Spalten unterteilen.
Ein Vorteil in der Maskierung von Farbzonen 61 besteht darin, dass nur diese Farbzonen 61 registerhaltig zu drucken sind, und zwar auch nur in einer einzigen Richtung, nämlich orthogonal zu ihrer Längserstreckung, wobei zudem hier die Anforderungen an das Farbregister längst nicht so hoch sind wie die im Ausführungsbeispiel der 14. Dort waren die Bildelemente 28 der unteren Druckschicht 54 und die Bildelemente 28 der oberen Druckschicht 56 in einem sehr genauen Farbregister zueinander zu positionieren, um gezielt bestimmte Wechselbilder oder andere Wahrnehmungen zu erzeugen. In dem Ausführungsbeispiel der 15 ist hingegen nur sicherzustellen, dass die jeweiligen Löcher 59 oder Schlitze 59 der Maskierung in der gewählten Zuordnung zu den betreffenden jeweils in Linsenbreite 18 von z. B. 20 µm bis 65 µm ausgebildeten Farbzonen 61 bleiben, was in einem drucktechnischen Fertigungsprozess deutlich einfacher zu bewerkstelligen ist als die Einhaltung eines Farbregisters im Bereich von weniger als 10 µm, eher von etwa 5 µm.
Die der optisch abbildenden Struktur 03 zugewandte Oberfläche der Maske 58 ist vorzugsweise weiß, insbesondere durch eine weiße Druckfarbe ausgebildet, um für einen Betrachter des Druckbildes 27 unerwünschte störende Wahrnehmungen zu reduzieren oder zu vermeiden, die bei einer anderen farblichen Gestaltung aus Flächeninhalten zwischen den in einer Gruppe angeordneten rotationssymmetrischen Mikrolinsen 11 resultieren könnten.
16 zeigt eine optisch abbildenden Struktur 03 in Form einer z. B. als ein Rechteck ausgebildeten geometrischen 37, wobei die optisch abbildende Struktur 03 mehrere Gruppen von rotationssymmetrischen Mikrolinsen 11 aufweist, wobei diese Gruppen in einem aus Zeilen und Spalten bestehenden Gitter angeordnet sind. Diese Gruppen von Mikrolinsen 11 sind z. B. gleichförmig ausgebildet, wobei jeweils mehrere Mikrolinsen 11 jeweils z. B. zu einem Rechteck, insbesondere zu einem Quadrat gruppiert sind. Zwischen den einzelnen Gruppen von Mikrolinsen 11 sind z. B. Stege 62 ausgebildet, welche frei von Mikrolinsen 11 sind. In dem in der 16 dargestellten Ausführungsbeispiel sind rotationssymmetrische, vorzugsweise plankonvex ausgebildete Mikrolinsen 11 jeweils mit einer Linsenbreite 18 von z. B. 20 µm in vorzugsweise quadratischen Gruppen von in beiden Dimensionen jeweils mehreren, z. B. sechs mal sechs Mikrolinsen 11 angeordnet, wobei diese Gruppen ihrerseits in einem rechteckförmigen Gitter aus mehreren, i. d. R. aus einer Vielzahl von Spalten und mehreren, i. d. R. aus einer Vielzahl von Zeilen angeordnet sind. Die Ausbildung der optisch abbildenden Struktur 03 gemäß 16 führt dazu, dass jede Gruppe von Mikrolinsen 11 in der Wahrnehmung eines Betrachters, der das der optisch abbildenden Struktur 03 unterlegte Druckbild 27 betrachtet, als ein grafisches Element (Pixel) wahrnehmbar wird, da sich jede dieser Gruppen von Mikrolinsen 11 in beiden Dimensionen jeweils über ein Länge erstreckt, die im Bereich von 120 µm bis 150 µm und damit etwa im Bereich des Auflösungsvermögens des bloßen menschlichen Auges normalsichtiger Erwachsener liegt. Wenn eine derartige optisch abbildende Struktur 03 auf einer weißen Maske 58 angeordnet wird, weisen die einzelnen Gruppen von Mikrolinsen 11 zwischen sich jeweils weiße Stege 62 auf, was den Kontrast zwischen den einzelnen Pixeln verbessert. Natürlich können auch optisch abbildende Strukturen 03 gemäß den 4 oder 5 in Verbindung mit den Anordnungen gemäß den 14 oder 15 verwendet werden.
Anhand von 17 werden nun eine Anordnung zur Ausbildung von Strukturen im Mikrometerbereich in einem Bildelement 28 eines Mikrolinsen 11 zu unterlegenden Druckbildes 27 sowie ein Verfahren erläutert, wie auf einem Substrat 26 aufgetragene Bildelemente 28 eines Druckbildes 27 codiert werden können, wobei das Druckbild 27 nach der Codierung zumindest einiger seiner Bildelemente 28 einer mehrere Mikrolinsen 11 aufweisenden optisch abbildenden Struktur 03 zur Ausbildung eines Sicherheitselementes 01 oder eines Sicherheitsdokumentes 02 unterlegt wird. Bei dieser Anordnung und diesem Verfahren wird jeweils ein Laser 63, vorzugsweise ein Gaslaser, insbesondere ein Excimerlaser 63 verwendet, um Druckfarbe selektiv aus einem ausgewählten Bildelement 28 abzutragen. Ein von dem Laser 63 ausgehender Laserstrahl 66 wird durch eine Maske 64 auf das zu bearbeitende Bildelement 28 gerichtet, wobei diese Maske 64 z. B. in einer zum Laserstrahl 66 orthogonalen Ebene eine Codierung in Form eines in dieser Maske 64 ausgebildeten Musters aufweist, wobei anhand dieses Musters festgelegt ist, an welchen Stellen des ausgewählten Bildelementes 28 Druckfarbe selektiv abzutragen ist. Die Maske 64 ist z. B. aus einem teiltransparenten Quarz ausgebildet, in welchem das Muster durch entsprechend positionierte Durchlässe für den Laserstrahl 66 ausgebildet ist. Dieses in der Maske 64 ausgebildete Muster überträgt sich insofern auf das zu bearbeitende Bildelement 28, als entsprechend dem Muster der Maske 64 in diesem Bildelement 28 Druckfarbe beim Auftreffen des Laserstrahls 66 z. B. durch Verdampfen selektiv abgetragen wird. Das das betreffende Bildelement 28 aufweisende Substrat 26 wird also an bestimmten Stellen wieder von der zuvor aufgetragenen Druckfarbe befreit. Der Laser 63, insbesondere Excimerlaser 63 wird vorzugsweise gepulst betrieben mit einer Pulsdauer jeweils im Bereich von z. B. 1 ns bis 40 ns, vorzugsweise von etwa 20 ns. Die Wellenlänge des Laserstrahls 66 liegt vorzugsweise im ultravioletten Spektralbereich, z. B. im Bereich zwischen 100 nm und 360 nm. Mit einem Excimerlaser 63 sind Strukturen mit einer Breite im Bereich von 0,25 µm bis 1 µm ausbildbar, so dass in einem Bildelement 28 feinste Muster aus selektiv abgetragenen Stellen gefertigt werden können.
Es ergibt sich somit z. B. ein Verfahren zur Herstellung eines ein Druckbild 27 aufweisenden Sicherheitselementes 01 oder eines Sicherheitsdokumentes 02, bei dem mehrere Bildelemente 28 des Druckbildes 27 durch ein Auftragen von Druckfarbe auf ein Substrat 26 ausgebildet werden, bei dem mittels eines von einem Laser 63 ausgehenden Laserstrahls 66 an mindestens einer ausgewählten Stelle eines ausgewählten Bildelementes 28 des Druckbildes 27 die zuvor aufgetragene Druckfarbe entfernt wird. Dabei wird als Laser 63 z. B. ein Gaslaser, insbesondere ein Excimerlaser 63 verwendet. Mit dem Laserstrahl 66 wird im ausgewählten Bildelement 28 des Druckbildes 27 eine Struktur mit einer Breite vorzugsweise im Bereich zwischen 0,25 µm und 1 µm ausgebildet, wobei diese Strukturen z. B. zu denen in den 12 oder 16 ähnlich sein können. Der Laser 63 wird vorteilhafterweise gepulst mit einer Pulsdauer im Bereich zwischen 1 ns und 40 ns und/oder mit einer Wellenlänge im Bereich zwischen 100 nm und 360 nm betrieben. Die mindestens eine Stelle, an der mittels des Laserstrahls 66 im ausgewählten Bildelement 28 des Druckbildes 27 die zuvor aufgetragene Druckfarbe zu entfernen ist, wird vorzugsweise dadurch ausgewählt, dass im Strahlengang des Laserstrahls 66 eine Maske 64 mit mindestens einem Durchlass für den Laserstrahl 66 angeordnet wird, wobei der mindestens eine Durchlass in der Maske 64 entsprechend der mindestens einen jeweils von Druckfarbe zu befreienden Stelle im ausgewählten Bildelement 28 des Druckbildes 27 positioniert wird. Das Druckbild 27 des Sicherheitselementes 01 oder des Sicherheitsdokumentes 02 wird insbesondere einer mehrere Mikrolinsen 11 aufweisenden optisch abbildenden Struktur 03 unterlegt, wobei dieses Druckbild 27 mindestens ein Bildelement 28 mit mindestens einer jeweils mittels des von dem Laser 63 ausgehenden Laserstrahls 66 von Druckfarbe befreiten Stelle aufweist, wobei die jeweilige Linsenbreite 18 der Mikrolinsen 11 weniger als 100 µm beträgt und vorzugsweise im Bereich zwischen 20 µm und 65 µm liegt. Die Druckfarbe zur Ausbildung des mindestens einen Bildelementes 28 des Druckbildes 27 wird auf ein opakes oder transparentes Substrat 26 aufgetragen und von dort mittels des von dem Laser 63 ausgehenden Laserstrahls 66 selektiv abgetragen. Die die Mikrolinsen 11 aufweisende optisch abbildende Struktur 03 wird z. B. spritztechnisch oder gießtechnisch oder prägetechnisch oder drucktechnisch hergestellt. Die Mikrolinsen 11 der optisch abbildenden Struktur 03 werden vorzugsweise aus einem Kunststoff oder aus einem Harz hergestellt. In vorteilhafter Weise wird das mindestens eine Bildelement 28 mit der mindestens einen jeweils von Druckfarbe zu befreienden Stelle in weißer Druckfarbe ausgebildet. Dem mindestens einen Bildelement 28 mit der mindestens einen jeweils von Druckfarbe zu befreienden Stelle ist in einer bevorzugten Ausführung eine Farbzone 61 z. B. in einer der Druckfarben Rot oder Grün oder Blau unterlegt, die von der Druckfarbe des mindestens einen Bildelementes 28 mit der mindestens einen jeweils von Druckfarbe zu befreienden Stelle verschiedenfarbig ausgebildet wird, so dass die von Druckfarbe befreite Stelle des mindestens einen Bildelementes 28 die diesem Bildelement 28 unterlegte andersfarbige Farbzone freilegt.
Die dargelegten Sicherheitselemente 01 oder Dokumente 02, insbesondere Sicherheitsdokumente 02 mit der optisch abbildenden, insbesondere mikrooptischen Struktur 03 können grundsätzlich unter Anwendung unterschiedlichster Typen und/oder Ausführungen von Druckmaschinen oder Druckverfahren herstellbar sein. Hierbei ist eine Ausführungsform von besonderem Vorteil, bei welcher mehrere oder sämtliche der genannten Teilbilder auf das Substrat 26 aufgebracht bzw. aufgedruckt werden, während es durch ein selbes Führungselement 118; 119 geführt, beispielsweise auf einem selben Führungselement 118; 119, z. B. einem Band oder Bandsystem oder bevorzugt einem Transportzylinder 118; 119, aufliegend, durch ein Druckwerk 101; 102 gefördert wird. D. h., das Bedrucken des Substrats 26 auf einer selben Seite mit den mindestens zwei die unterschiedlichen Frames liefernden, vorzugsweise verschiedenfarbigen Teilbildern erfolgt auf einem Transportpfadabschnitt mit einem durchgehenden Transportmittel, d. h. ohne eine dazwischenliegende Übergabe des Substrats 26 zwischen unterschiedlichen Transportmitteln.
Vorzugsweise erfolgt das Bedrucken mit den mindestens zwei oder mehr Teildruckbildern gleichzeitig und/oder an einer selben Druckstelle 103; 104, indem diese zunächst einander überlagert und in einem indirekten Verfahren insgesamt an das Substrat 26 abgegeben werden.
In einer hier bevorzugten Ausführung ist im Produktionspfad des dem Sicherheitselement 01 bzw. Dokument 02 zugrunde liegenden Substrats 26 eine Druckmaschine 100 mit mindestens einem Druckwerk 101; 102 vorgesehen, durch welches das Substrat 26 zumindest auf einer Seite, z. B. auf der Seite, die der mikrooptischen Struktur 03 im fertiggestellten Sicherheitselement 01 oder Dokument 02 gegenüberliegt, an einer selben Druckstelle 103; 104 gleichzeitig mit von mindestens zwei oder mehr bildgebenden Druckwerkszylindern 106; 107, z. B. Formzylindern 106; 107, stammenden, bevorzugt verschiedenfarbigen Druckbildern, d. h. o. g. Teildruckbilder, bedruckbar ist (siehe z. B. 18, 19 und 20). Das Substrat 26 wird somit - vorzugsweise auf zumindest seiner der mikrooptischen Struktur 03 im fertiggestellten Sicherheitselement 01 oder Dokument 02 gegenüberliegenden Seite - an einer selben Druckstelle 103; 104 auf einer selben Seite gleichzeitig mit von mehreren Formzylindern 106; 107stammenden, einander überlagerten und bevorzugt verschiedenfarbigen Teildruckbildern bedruckt. Ein solches Druckwerk 101; 102 wird im Folgenden auch kurz als Sammeldruckwerk 101; 102 bezeichnet.
Das Sammeldruckwerk 101; 102 umfasst einen die Druckstelle 103; 104 für das zu bedruckende Substrat 26 liefernden Druckwerkszylinder 108; 109, durch welchen entlang eines Transportpfades herangeführtes Substrat 26 durch den Berührkontakt zwischen Druckwerkszylinder 108; 109 und Substrat 26 mit Druckfarbe des zuvor auf seiner Mantelfläche aufgebrachten Druckbildes bedruckbar ist. Dabei liegt das Druckbild als Überlagerung mehrere Teildruckbilder vor, welche von mehreren bildgebenden Druckwerkszylindern 106; 107, insbesondere Formzylindern 106; 107, des Druckwerks 101, 102 herrühren und auf diesem die Druckstelle 103; 104 liefernden Druckwerkszylinders 108; 109 oder bereits farbstromaufwärts einander zum zu übertragenden Druckbild überlagert werden. Hierzu sind zwei oder mehr bildgebende Druckwerkszylindern 106; 107, z. B. Formzylinder 106; 107, umfasst, die z. B. am Umgang des die Teildruckbilder sammelnden Zylinders, insbesondere des die Druckstelle 103; 104 ausbildenden Druckwerkszylinders 108; 109, hintereinander angeordnet und an diesen anstellbar oder angestellt sind. Vorzugsweise sind zur Ausbildung der Druckstelle 103; 104 der betreffende Druckwerkszylinder 108; 109 und ein als Gegendruckzylinder 118; 119 wirksamer weiterer Druckwerkszylinder 118, 119 über das Substrat 26 aneinander angestellt bzw. anstellbar. Beispielsweise ist diese weitere Druckwerkszylinder 118, 119 als das Substrat 26 fördernder Transportzylinder 118; 119 ausgebildet und stellt auch gleichzeitig das oben genannte Führungselement 118; 119 dar, auf welchem das Substrat 26 gestützt bzw. geführt ist, während es durch die mindestens zwei oder mehr Teildruckbilder bedruckt wird.
In bevorzugter Ausführung des Druckwerks 101; 102 ist der die Druckstelle 103; 104 ausbildenden Druckwerkszylinders 108; 109 gleichzeitig als der die Teildruckbilder sammelnder Sammelzylinder 108; 109, insbesondere Farbsammelzylinder 108, 109, ausgebildet und vorzugsweise als Übertragungs- oder Gummituchzylinder 108; 109 ausgeführt. Er weist dabei am Umfang ein oder mehrere hintereinander angeordnete Drucktücher mit einer kompressiblen und/oder elastischen Schicht auf.
Die mit dem selben Sammelzylinder 108; 109 zusammen wirkenden bildgebenden Druckwerkszylindern 106; 107 werden im Bereich ihrer wirksamen Mantelfläche durch jeweilige Farbwerke 111; 112 eingefärbt, welche grundsätzlich in beliebiger Weise ausgeführt sein könne. Bevorzugt sind sie jedoch als Heberfarbwerke ausgeführt. Die die bildgebenden Druckwerkszylindern 106; 107 und die zugeordneten Farbwerke 111; 112 umfassenden Teildruckwerksstränge können grundsätzlich sämtlich oder zum Teil nach einem Trockenoffsetverfahren arbeitend, d. h. ohne Feuchtwerk und/oder unter Verwendung von Druckformen für den Trockenoffset, ausgeführt sein. Vorzugsweise sind jedoch sämtliche oder mindestens zwei der Teildruckwerksstränge als nach dem Nassoffsetdruck arbeitend, d. h. mit jeweiligen Feuchtwerken 113; 114 und/oder unter Verwendung von Druckformen für den Nassoffset, ausgebildet.
In bevorzugter Ausführung sind mindestens zwei der bildgebenden Zylinder 106; 107 im Bereich ihrer Mantelfläche mit einer Druckform ausgebildet und/oder bestückt, deren Struktur ein Bedrucken mit Bildelementen einer o. g. Bildpunktgröße oder Linienstärke ermöglicht bzw. erlaubt. Beim Drucken zweier Teilbilder werden bei der Herstellung o. g. Sicherheitselemente 01 oder Dokumente 02 - ggf. unter anderem - Bildelemente mit einer Linienstärke von unter 100 µm, bevorzugt unter 50 µm, insbesondere von unter 20µm auf das Substrat 26 gedruckt. Dabei wird beispielsweise eine Passergenauigkeit dieser zweier Teildruckbilder in Transportrichtung betrachtet mit einer maximalen relativen Abweichung von weniger 20 µm, bevorzugt weniger 10 µm eingehalten. Für den Fall einer als Hochdruckform ausgeführten Druckform umfasst diese beispielsweise für den Druck wirksame erhabene Stege mit einer unter 100 µm, bevorzugt unter 50 µm, insbesondere von unter 20µm liegenden Breite am äußeren Ende. Für den Fall einer als Flachdruckform für den Nassoffset ausgeführten Druckform umfasst diese beispielsweise für den Druck wirksame hydrophile Druckformbereiche mit einer unter 100 µm, bevorzugt unter 50 µm, insbesondere von unter 20µm liegenden Breite.
In einer hier nicht weiter detaillierten vorteilhaften alternativen Ausführung ist für das Bedrucken mit den zu überlagernden Teildruckbildern im Produktionspfad des dem Sicherheitselement bzw. Dokument zugrunde liegenden Substrats 26 eine Druckmaschine 100 mit mindestens einem nach einem Nonimpact-Verfahren, also druckformlos, arbeitenden Druckwerk vorgesehen, z. B. einem Inkjet-Druckwerk, durch welches das Substrat 26 zumindest auf einer selben Seite, z. B. der Seite, die der mikrooptischen Struktur im fertiggestellten Sicherheitselement oder Dokument gegenüberliegt, in einem druckformlosen Druckverfahren, z. B. im Inkjetdruck, mehrfarbig bedruckt wird bzw. bedruckbar ist. Bevorzugt erfolgt dies in oben genannter Weise ebenfalls auf einem Transportpfadabschnitt mit einem durchgehenden Transportmittel, d. h. ohne eine dazwischenliegende Übergabe des Substrats 26 zwischen unterschiedlichen Transportmitteln. Die Druckköpfe und/oder deren Anordnung im Druckwerk sind z. B. zum Druck mit einer Auflösung von mindestens 600 dpi, bevorzugt mindestens 1200 dpi, insbesondere mindestens 2400 dpi ausgebildet bzw. verwendbar. Bei der Herstellung o. g. Sicherheitselemente 01 oder Dokumente 02 werden z. B. zwei oder mehr Teildruckbilder durch Druckköpfe mit einer Auflösung von mindestens 600 dpi, bevorzugt mindestens 1200 dpi, insbesondere mindestens 2400 dpi auf das Substrat 26 gedruckt.
Im Produktionspfad des dem Sicherheitselement 01 bzw. Dokument 02 zugrunde liegenden Substrats 26 ist - grundsätzlich zwar unabhängig von der Ausführung des von der Druckmaschine 100 umfassten Druckwerks, jedoch vorteilhaft in Verbindung mit einer o. g. Ausführung - des Weiteren zumindest eine Applikationseinrichtung 116; 117 vorgesehen, in welcher das Substrat 26 mit einer mikrooptischen Struktur 03 beaufschlagt wird bzw. beaufschlagbar ist. Dabei können das Sammeldruckwerk 101; 102 und die Applikationseinrichtung 116; 117 grundsätzlich in getrennten, voneinander entkoppelten Prozessen oder aber inline in einem beide Prozesse hintereinander umfassenden Gesamtprozess, beispielsweise einer Druckmaschine 100 mit einem Druckwerk 101; 102 und einer Applikationseinrichtung 116; 117, vorgesehen sein. Dabei kann die Applikationseinrichtung 116; 117 im Prozess grundsätzlich vor oder hinter dem Bedrucken durch das Druckwerk 101; 102, insbesondere Sammeldruckwerk 101; 102, vorgesehen sein.
In einer ersten Gruppe von Ausführungsformen sind beispielsweise für die Applikation und das Bedrucken zwei voneinander getrennte Aggregate, nämlich eine das Sammeldruckwerk 101; 102 umfassende Druckeinheit und eine Applikationseinrichtung 116; 117 vorgesehen (siehe z. B. 2). Dabei kann auf lediglich einer Seite des Substratpfades oder aber auf beiden Seiten des Substratpfades ein derartiges Sammeldruckwerk 101; 102 mit zwei oder mehr Formzylindern 106; 107 vorgesehen sein.
Im zweiten Fall können diese in einem Doppeldruckwerk ausgeführt sein und zwischen ihren jeweiligen Farbsammelzylindern 108; 109 eine Doppeldruckstelle ausbilden. Die beiden Aggregate können in einer ersten Ausführungsform beispielsweise in getrennten Maschinen vorgesehen sein, sodass ein Bedrucken und Applizieren in getrennten Schritten stattfindet, oder aber in einer zweiten Ausführungsform in einer gemeinsamen Maschine inline umfasst sein.
Die - inline oder offline vorgesehene - Applikationseinrichtung 116 kann in einer ersten Ausführung durch eine Einrichtung zum Aufbringen und Verbinden 116 des Substrats 26 mit einem die optisch abbildende Struktur 03 ausbildenden und/oder umfassenden Schicht, z. B. einer Kunststofffolie bzw. Folienelementen mit den Linsen 11 bzw. mit der mikrooptischen Struktur 03. Diese Applikationseinrichtung 116 kann im Produktionspfad vor oder nach dem Bedrucken mit dem Teildruckbildern vorgesehen sein. Vorzugsweise ist die Einrichtung zum Verbinden 116 als Heißprägevorrichtung 116 ausgeführt, durch welche die die mikrooptische Struktur 03 umfassende Schicht, z. B. Kunststofffolie, auf das bedruckte oder zu bedruckende Substrat 26 aufbringbar ist.
In einer hinsichtlich des Produktionsablaufs und/oder der Genauigkeit vorteilhaften zweiten Gruppe von Ausführungsformen (siehe z. B. 3) erfolgt das - insbesondere gleichzeitige - Bedrucken mit den wenigstens zwei Teildruckbildern und das Applizieren der mikrooptische Struktur 03 während es durch ein selbes Führungselement 118; 119 geführt, beispielsweise auf einem selben Führungselement 118; 119, z. B. einem Band oder Bandsystem oder bevorzugt einem Transportzylinder 118; 119, aufliegend, durch die Maschine gefördert wird. D. h., das Bedrucken des Substrats 26 auf einer selben Seite mit den mindestens zwei Teilbildern sowie das Applizieren der mikrooptischen Struktur 03 auf dieser selben oder aber der gegenüberliegenden Seite des Substrats 26 erfolgt auf einem Transportpfadabschnitt mit einem durchgehenden Transportmittel, d. h. ohne eine dazwischenliegende Übergabe des Substrats 26 zwischen unterschiedlichen Transportmitteln. Das Bedrucken mit den mindestens zwei Teildruckbildern erfolgt dabei wie oben bereits erwähnt bevorzugt gleichzeitig.
In der zweiten Gruppe von Ausführungsformen kann das Applizieren grundsätzlich ebenfalls durch ein o. g. Aufbringen einer die mikrooptische Struktur 03 umfassenden, z. B. folienartige Schicht erfolgen. Vorzugsweise ist jedoch eine Einrichtung zum Formen der mikrooptischen Struktur 03 auf dem Substrat 26 vorgesehen, durch welche auf dem Substrat 26 eine Schicht noch nicht ausgehärteten, z. B. polymerhaltiges Kunststoffmaterials, z. B. ein Natur- oder Kunstharz enthaltender Kunststoff, aufbringbar und zumindest in einem oder mehreren Bereichen im noch flüssigen oder weichen Zustand zu der mikrooptisch wirksamen Struktur 03 formbar ist. Beispielsweise wird das Material bereichsweise oder vollflächig über eine Auftrageinrichtung 121, z. B. ein Druck- oder Lackwerk 121, insbesondere ein Siebdruckwerk 121, auf das Substrat 26 aufgetragen und zur Ausformung der Struktur 03 mit der zuvor beaufschlagten Seite über ein Prägewerkzeug geführt, welches auf der Mantelfläche ein zum Muster der mikrooptischen Struktur 03 komplementäres Muster von Vertiefungen, z. B. o. g. Matrize 46, aufweist. In bevorzugter Ausführung ist das beim Drucken der Führung des Substrates 26 dienende Führungselement 119 als Prägewerkzeug, z. B. Prägezylinder 119, ausgeführt und weist auf seiner Mantelfläche Matrize 46 mit den Vertiefungen auf. Ein Bedrucken des Substrats 26 kann zwar grundsätzlich am Umfang des Führungselementes 119 vor dem Beaufschlagen mit dem Kunststoffmaterial erfolgen, findet jedoch bevorzugt in Umfangsrichtung des Führungselement es119 hinter dem Beaufschlagen mit dem zu formenden Material und ggf. einem bevorzugt UV-basiertem Zwischentrocken statt. Dabei ist das gemeinsame Führungselement 119 nicht nur als Transportzylinder 110 wirksam, sondern gleichermaßen als Prägezylinder 119 und dient dem Farbsammelzylinder 109 des als Sammeldruckwerk 102 ausgeführten Druckwerks 102 als Gegendruckzylinder 119.
Dem Aufbringen und Formen der mikrooptische Struktur 03 und Bedrucken mit mehreren Teildruckbildern auf einem selben Führungselement 119 kann sich ein weiteres ein- oder beidseitiges Bedrucken anschließen, wobei dies vorzugsweise ebenfalls durch ein o. g. Sammeldruckwerk 101; 101'; 102 erfolgt. Eingangsseitig der Druckmaschine 100 kann eine Zufuhreinrichtung 122, z. B. ein Stapelanleger, vorgesehen sein, durch welche das Substrat 26 in Form eines Bedruckstoffs 04, z. B. einer Bedruckstoffbahn oder bevorzugt ihn Form von Bedruckstoffbogen 04, zugeführt wird. Auf der Breite des Bedruckstoffs 04 werden dann beispielsweise mehrere o. g. Dokumente 02 als sog. Nutzen nebeneinander gleichzeitig gedruckt und mit der Struktur 03 versehen. In einer Abnahmeeinrichtung 123, z. B. Bogenauslage, werden die die Nutzen enthaltenden Zwischenprodukte zu Gebinden zusammengefasst.
In dieser letzten Ausführungsform wird bei der Herstellung des Sicherheitselementes 01 oder Sicherheitsdokumentes 02 das ein- oder mehrlagige Substrat 26 über ein selbes Führungselement 119 geführt und dabei sowohl mit der mikrooptischen Struktur 03 als auch mit den mindestens zwei Teildruckbildern beaufschlagt. Dies genügt allerhöchsten Ansprüchen an die Register- bzw. Passerhaltigkeit zwischen den Teilbildern einerseits sowie zwischen den Teilbildern und der Lage der mikrooptischen Struktur 03 andererseits.
Unabhängig davon, ob die Applikation der mikrooptische Struktur 03 durch Applikation einer festen Schicht, z. B. Kunststofffolie, oder durch Auftragen und Ausformen weichen oder flüssigen Kunststoffs erfolgt, ist das Substrat 26 in zumindest einem Bereich des von der die Struktur 03 umfassenden Schicht überdeckten Substrats 26 transparent, indem in das Substrat 26 selbst transparent ausgeführt oder aber diesem Bereich ein transparentes Fenster in das ansonsten intransparente Substrat 26 eingearbeitet ist bzw. wird.
Bezugszeichenliste

01: Sicherheitselement
02: Sicherheitsdokument
03: optisch abbildende Struktur; mikrooptische Struktur
04: Bedruckstoff, Bogen
05: -
06: -
07: -
08: -
09: -
10: -
11: Mikrolinse
12: Symmetrieachse; optische Achse
13: konvexe Hüllfläche
14: Lichtstrahl
15: -
16: Randpunkt
17: Randpunkt
18: Linsenbreite
19: Hauptebene
20: -
21: plane Hüllfläche
22: Brennweite
23: Fokus
24: Fokalebene
25: -
26: Substrat
27: Druckbild
28: Bildelement (28a bis 28j)
29: Materialstärke; Dicke
30: -
31: Schnittebene
32: Kegel; Winkelfeld
33: erster Betrachtungswinkel
34: zweiter Betrachtungswinkel
35: -
36: Schichtdicke
37: geometrische Figur einer optisch abbildenden Struktur (03)
38: Kontur
39: Gitterzelle
40: -
41: Gitterpunkt
42: Gitterlinie
43: Linsenraster
44: Scheitelpunkt
45: -
46: Matrize
47: Mulde
48: Rohling; Halbzeug
49: aufgerauter Bereich
50: -
51: Steg
52: Druckfarbe
53: Druckträger
54: untere Druckschicht
55: -
56: obere Druckschicht
57: Frame (57a bis 57e)
58: Maske
59: Loch; Schlitz
60: -
61: Farbzone
62: Steg
63: Laser; Excimerlaser
64: Maske
65: -
66: Laserstrahl
100: Druckmaschine
101: Druckwerk, Sammeldruckwerk
102: Druckwerk, Sammeldruckwerk
103: Druckstelle
104: Druckstelle
105: -
106: Druckwerkszylinder, bildgebend, Formzylinder
107: Druckwerkszylinder, bildgebend, Formzylinder
108: Druckwerkszylinder, Farbsammelzylinder, Übertragungszylinder
109: Druckwerkszylinder, Farbsammelzylinder, Übertragungszylinder
110: -
111: Farbwerk, Heberfarbwerk
112: Farbwerk, Heberfarbwerk
113: Feuchtwerk
114: Feuchtwerk
115: -
116: Applikationseinrichtung
117: Applikationseinrichtung
118: Führungselement, Transportzylinder
119: Führungselement, Transportzylinder, Prägezylinder
120: -
121: Druckwerk, Lackwerk, Siebdruckwerk
122: Zufuhreinrichtung
123: Abnahmeeinrichtung

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselementes (01) oder Sicherheitsdokuments (02), wobei das Sicherheitselement (01) oder Sicherheitsdokument (02) jeweils durch mehrere übereinander angeordnete Ebenen aufgebaut ist, wobei eine dem Betrachter des Sicherheitselementes (01) oder des Sicherheitsdokuments (02) zugewandte obere Ebene zumindest teilweise eine darunterliegende dem Betrachter des Sicherheitselementes (01) oder des Sicherheitsdokuments (02) abgewandte untere Ebene überdeckt, wobei in der dem Betrachter des Sicherheitselementes (01) oder des Sicherheitsdokuments (02) zugewandten oberen Ebene mindestens eine jeweils mehrere Mikrolinsen (11) aufweisende optisch abbildende Struktur (03) ausgebildet ist, wobei in der unteren Ebene eine untere Druckschicht (54) mit mehreren parallel zueinander verlaufenden Farbzonen (61) und eine diese Farbzonen (61) teilweise überdeckende obere Druckschicht (56) angeordnet sind, wobei die obere Druckschicht (56) als eine Löcher (59) und/oder Schlitze (59) aufweisende Maske (58) ausgebildet ist, wobei in die Maske (58) in Zuordnung zu den jeweiligen Farbzonen (61) jeweils ein individuelles Muster an Löchern (59) oder Schlitzen (59) eingebracht ist, durch welche Löcher (59) oder Schlitze (59) hindurch die jeweilige Druckfarbe der unterlegten Farbzone (61) wahrnehmbar ist, wobei - ein Substrat durch mindestens ein Druckwerk (101; 102) auf einer ersten Seite gleichzeitig und/oder an einer selben Druckstelle mit mehreren einander überlagerten Teildruckbildern bedruckt wird - und auf derselben oder der anderen Seite des Substrates (26) durch eine Applikationseinrichtung (116; 117) inline die die Mikrolinsen (11) umfassende optisch abbildende Struktur (03) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrolinsen (11) jeweils rotationssymmetrisch und/oder plankonvex ausgebildet sind.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrolinsen (11) jeweils eine Linsenbreite (18) im Bereich von weniger als 100 µm, insbesondere von 20 µm und 65 µm aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbzonen (61) jeweils eine sich quer zu ihrer jeweiligen Längsrichtung erstreckende Breite im Bereich der Linsenbreite (18) aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbzonen (61) in den Druckfarben Rot, Grün und Blau ausgebildet sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in verschiedenen Druckfarben ausgebildete Farbzonen (61) jeweils ein anderes, von den übrigen Farbzonen (61) verschiedenes Muster an Löchern (59) oder Schlitzen (59) zugeordnet ist, so dass sich alle Löcher (59) oder Schlitze (59) in ihren jeweiligen einzelnen Positionen je nach Farbzone (61) voneinander unterscheiden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4 oder 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher (59) oder Schlitze (59) zumindest quer zur Längsrichtung der jeweiligen Farbzone (61) jeweils eine Ausdehnung aufweisen, die jeweils kleiner als die jeweilige Linsenbreite (18) derjenigen Mikrolinsen (11) ist, die die Maske (58) überdecken.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4 oder 5 oder 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch abbildende Struktur (03) mehrere Gruppen von Mikrolinsen (11) aufweist, wobei jeweils eine dieser Gruppen in jeweils einer Gitterzelle eines aus Zeilen und Spalten bestehenden Gitters angeordnet ist, wobei zwischen den einzelnen Gruppen von Mikrolinsen (11) Stege (62) ausgebildet sind, welche frei von Mikrolinsen (11) sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4 oder 5 oder 6 oder 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher (59) oder Schlitze (59) der Maske (58) in einem weiteren Gitter aus Gitterzellen verteilt angeordnet sind, wobei dieses weitere Gitter in Form und/oder Größe demjenigen Gitter entspricht, in welchem jeweils eine Gruppe aus Mikrolinsen (11) der optisch abbildenden Struktur (03) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4 oder 5 oder 6 oder 7 oder 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppen von Mikrolinsen (11) gleichförmig ausgebildet sind und/oder dass mehrere Mikrolinsen (11) jeweils zu einem Rechteck gruppiert sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4 oder 5 oder 6 oder 7 oder 8 oder 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich jede Gruppe von Mikrolinsen (11) in beiden Dimensionen jeweils über ein Länge erstreckt, die im Bereich von 120 µm bis 150 µm und damit im Bereich des Auflösungsvermögens des bloßen menschlichen Auges normalsichtiger Erwachsener liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement (01) oder Sicherheitsdokument (02) als eine Banknote oder als eine Kreditkarte oder als ein Scheck oder als ein Pass oder als ein Ausweis oder als ein Wertpapier oder als ein Aktienzertifikat oder als ein Führerschein oder als eine Eigentumsurkunde oder als ein Reisedokument oder als eine Eintrittskarte oder als eine amtliche oder behördliche Urkunde ausgebildet ist.