专利名称：具有印刷防伪元件的数据载体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有防伪印刷图像的数据载体(data carrier)和形成这种印刷图像的印刷图版(printing plate)。
背景技术：
为了生产高质量的印刷产品，诸如纸币、股票等，常用防伪凹版印刷(intaglio printing)，因为印刷图版的制造非常精细和昂贵，且这种方法制造非常特有的印刷图像，该图像不能以其它印刷方法仿制。
在凹版印刷中，平面图像通过紧邻的刻线形成，各刻线通常为毫米宽的碎印且被非刻划区分隔。
为了印刷操作，印刷图版的刻线用油墨填充。过多的油墨借助擦拭辊或刮墨刀从印刷图版上去除，使得仅刻线填充有油墨。于是此擦拭过程去除印刷图版表面上的所有油墨成分。
在印刷操作中，要印刷的数据载体(通常是纸)最终借助具有弹性表面的压力辊以高压压在印刷图版上。数据载体从而被压入填充有油墨的印刷图版的刻线内，于是与油墨接触。当数据载体分离时，它将油墨从刻线的凹陷中拉出。于是，所制成的印刷图像具有印刷线，该印刷线随凹刻的深度而在油墨层厚度上有变化。
如果在凹版印刷中使用透明油墨，则在以薄油墨层厚度印刷白色数据载体时获得浅色调，而在以厚油墨层印刷时获得深色调。与其它普通印刷方法相比，凹版印刷可以制造具有非常大的油墨层厚度的印刷图像。如果使用相应的深的刻板，则所得到的印刷图像甚至能用手触知。使用相应的细的刻板还能获得极细的、非常锐利的印刷线。
WO97/48555描述了一种方法，该方法以可复制、机械制造的方式生产凹版印刷图版，并允许线宽和线深彼此极为独立地调整。为此目的，探测线条原形(line original)的线条，并精确地确定每条线条的表面区。用雕刻工具，例如旋转凿或激光束，首先雕刻所述表面区域的外部轮廓，为该表面区清晰地勾画轮廓。然后利用相同的或其它雕刻工具去除表面区域的轮廓区，使得根据线条原形精确地雕刻所有线条。以此方式，还可制作具有较大刻划深度的非常窄的线条，即，数据载体上的高出的墨线。这甚至使非常细的线条摸起来象浮雕。
发明内容
本发明要解决的问题是为数据载体提供印刷图像，该印刷图像由凹版印刷制造并具有非常高的防伪性。
此问题通过独立权利要求解决。其改进是从属权利要求的目的。
本发明要解决的问题是用多个不同的结构元件构成设置在数据载体上的印刷图像，所述结构元件被设置得精确对准；并且还要解决的问题是将至少一部分所述结构元件制成起伏的和可触知的，并将一部分结构元件制成平坦的和不可触知的。所述结构元件优选地在印刷操作中通过凹版印刷制造在数据载体上。
在本发明的范围中，“对准”表示在大面积和细丝结构或者起伏的和平坦结构邻接的过渡区中，大面积和细丝结构或者起伏的和平坦结构元件的准确毗连或邻接。
“起伏的”表示结构元件高于作为参照平面的数据载体表面约30微米，优选地约40微米至约100微米。相反，“平坦的”表示在理想情况下，结构元件位于作为参照平面的数据载体表面上，但是该结构元件可以高于该参照平面至多约25微米至30微米，优选地不超过25微米。
需要注意的是，数据载体表面上的起伏不完全一致地与印刷图版的雕刻深度匹配。这是因为数据载体在印刷过程中未下压到印刷图版的刻纹底部，且印刷图版凹陷中的油墨未完全转移到数据载体上。因此，印刷图版的用于起伏结构元件的刻纹深度在约40微米至200微米的范围内，优选地在约55微米至150微米的范围内，对于平坦的结构元件，该刻纹深度在约5微米至50微米的范围内，优选地在约10微米至25微米范围内。无论边界线区域中的刻纹深度是导致起伏结构还是平坦结构，数据载体表面上的印刷在各情形下还取决于刻纹的斜坡陡度、所印刷的基底的性质(强度、塑性变形性)、以及印刷油墨的固体或溶剂含量。
当使用透明油墨时，色调的亮度效果取决于印刷层厚度、以及颜料的类型、成分和浓度。约2微米和5微米之间的层厚度可产生浅的、较透明的色调，且具有这种层厚的印迹是不可触知的。在约5微米和10微米之间的层厚范围内，色调较暗，但印刷图像依然不可触知。只有在约10微米至30微米之间的层厚时，明显更暗的印刷图像变成可触知的。本发明结构元件间可直观识别的反差于是可以通过油墨层厚度形成。因为可触知性是一种主观感觉，所以起伏得以触知的值仅能限制在粗略的界限内。印刷图像起伏的可触知性不仅取决于绝对起伏高度和独特的敏感度，还取决于印刷结构的肤浅程度，以及印刷结构是被单独触及还是与印刷的周围介质结合而被触及。
最终，通过在不同的结构元件间形成频繁变化，可以进一步增加本发明防伪元件或防伪印刷图像的防伪性。结构元件相对于其深浅程度和/或其明暗反差和/或其可触知性而不同。不同结构元件间的准确对准和防伪印刷图像的所得特殊光学效果可以仅通过凹版印刷形成，即利用其上完整地雕刻有防伪印刷图像的一印刷图版、并使用必要的套准。
结构元件还可与阴性元件(negative element)结合。“阴性元件”表示在覆盖有油墨的围绕物内的未覆盖有油墨的任意形状的区域。这种阴性元件可以出现在结构元件内，作为未印出的图像或字符信息，例如徽标、货币币值或字迹，使得结构元件未完全覆盖有油墨。备选地，阴性元件还可以形成为各结构元件间的分隔线条。在此情形下，阴性元件优选地具有复杂线条图案的形式，例如扭索状装饰。
因为通过凹版印刷可以印刷非常锐利的轮廓，所以可以形成具有达10微米的非常小的线宽的可直观识别的阴性字符。在本发明的形成印刷图版的雕刻方法中，这种附加的信息可以以一种非常简单的方式来考虑。然而对于潜在的伪造者，它会导致额外的问题。
根据一优选实施例，本发明结构元件的一部分被制造成大面积的，且一部分结构元件被制造成细丝状的。
“大面积”是指结构元件不通过照相铜版印刷形成，而是由具有大于约1毫米的特定宽度的面积元件构成。
相反，“细丝”是指包含细线条，该细线条有选择地交叉并互相缠绕，例如扭索状装饰。所述细丝结构的线宽小于1毫米，且优选地小于0.5毫米。
根据再一个优选实施例，结构元件被选择和设置对齐，以形成至少两个直观可辨的信息片段，优选地为重叠信息片段。例如，第一个信息片段可以由起伏的和可触知的结构元件构成，而第二个信息片段包括至少绝大部分平坦的、不可触知的结构元件。
另外，如果结构元件的一部分被构造成细丝状的和另一部分被构造成大面积，则信息可以例如如下构成。本发明防伪元件的所有细丝结构元件和一部分大面积结构元件被设计成起伏的和可触知的，并形成第一可直观识别的信息片段。同时，一部分所述可触知结构元件表现为第二个信息片段，该信息片段不仅具有可触知的结构元件，而且还具有平坦的、不可触知的结构元件。第二信息片段的平坦结构元件优选地具有更大的表面积，使得第二个信息片段的视觉效果主要由平坦结构元件确定。相对于第二个信息片段，可触知的结构元件仅形成了一种重叠的、优选较暗的图案。第一个信息片段的结构元件的剩余部分对齐地邻接第二个信息片段，所述剩余部分优选地仅包括细丝结构元件。根据一特殊实施例，所述细丝结构元件与被两个信息片段所共用的起伏结构元件的轮廓线连续。
此防伪元件可以具有根据本发明再一优选实施例的阴性元件。例如，第一和第二信息片段的结构元件可以被窄的、未印出的轮廓线分隔。在此情形中，仅属于第一信息片段的结构元件还可以与所述未印出的轮廓线连续。
用于形成此印刷图像的印刷图版具有呈凹陷形式的相应结构元件，所述结构元件在此设置成准确对齐。各个结构元件的刻纹深度得以选择，使得所述结构元件的第一部分在印刷操作后为起伏的和可触知的，结构元件的第二部分具有更小的刻纹深度，使得印刷操作后结构元件为平坦的和不可触知的。优选地，结构元件的第一部分的刻纹深度为约40微米至200微米，优选地为约55微米至150微米，且第二部分的刻纹深度为约5微米至50微米，优选地为约15微米至40微米。
如上所述，因为印刷产品中获得的起伏高度不仅取决于印刷图版的刻纹深度，还取决于基底的性能和油墨，所以在极端情况下，40微米的刻纹深度已经可以获得起伏的印刷图像，而50微米的刻纹深度依然可以在其它材料和印刷参数下获得平坦的图像。然而，在每种特殊的应用情况下，导致起伏印刷图像区域的刻纹总是比那些形成所谓的平坦的、不可触知的图像区域的刻纹更深。
在本发明的再一优选实施例中，结构元件被设计成两个信息片段重叠区或者保持未被印刷，或者被着色成清楚地直观区别于起伏的和可触知的结构元件、以及平坦的和不可触知的结构元件的色调。起伏的和平坦的结构元件、以及未印刷的或反差色调重叠区再次准确对齐。
本发明的其它实施例和优点将在以下参照附图得以说明。此处需要指出的是，附图是示意性视图，该视图不具体地表现真实比例的线宽或层厚关系。
图1显示了本发明防伪元件的第一实施例；图2显示了本发明防伪元件的第二实施例；图3显示了本发明印刷图版的细节；图4显示了用图3的印刷图版进行印刷后数据载体横截面上的细节；图5a显示了图2防伪元件的放大细节A；图5b和5c显示了试图伪造后图5a的放大细节A；以及图6和7显示了本发明防伪元件的另外两个实施例。
具体实施例方式
图1显示了本发明防伪元件1的第一实施例。防伪元件1包括准确对齐设置的多个防伪结构元件。在图中显示为黑色的所述结构元件的一部分被形成为起伏的和可触知的，在图中显示为灰色的所述结构元件的其它部分被形成为平坦的和不可触知的。所有的所述结构元件在印刷操作中通过凹版印刷形成在任一基底上。在所示例子中，各结构元件彼此相对设置，以形成两个直观可辨的信息片段，即被字迹“Bank note”重叠的数字“2000”。
为了清晰起见，本发明的原理将仅参照属于数字“2”和字母“B”的结构元件说明。其它信息部分类似地构成。
数字“2”由大面积的、平坦的和不可触知的结构元件2、同样的大面积的但起伏且可触知的结构元件3、以及细丝状且起伏、可触知的结构元件4、7构成。结构元件4形成数字“2”的轮廓线。所有的结构元件、具体地为结构元件4、7和3、4在本发明的意义上对齐设置。此外，不同的结构元件彼此直接邻接，例如结构元件2、4或2、3。
结构元件3、7同时是第二信息片段的一部分，该元件与细丝状的、起伏的且可触知的结构元件5一起形成了字母“B”。结构元件5在此情形下形成为与结构元件3和7对齐设置的细丝线条。它们包围未印刷区6。
图2显示了本发明防伪元件1的另一个实施例。其中再次出现重叠的两个信息片段。在此情形下，第一信息片段-数字“2000”-同样包括平坦的、不可触知的结构元件2，细丝状的、起伏的且可触知的结构元件7，以及大面积的、可触知的结构元件3。如图1所示，平坦的、不可触知的结构元件是灰色的，且起伏的、可触知的结构元件是黑色的。
与图1相比，此情形没有细丝状的、起伏的轮廓线4。因此，所有的起伏且可触知的结构元件同时是此处第二信息片段的一部分。在重叠区域外，起伏的、可触知的结构元件3和7由另外起伏的、细丝状的结构元件5补充。仅结构元件3、5、7的总体视图使第二信息片段(此处的鹰)可直观识别。
图1和图2所示的两种防伪元件1均在印刷操作中形成。优选地使用透明油墨，使得平坦结构元件2显现浅色调，而起伏结构元件3、4、5、7着色成深色。色调差异通过不同的油墨层厚度显示。因此，用于印刷操作的印刷图形具有深度不同的刻纹。
图3显示了本发明印刷图版的横截面细节。印刷图版8具有相对于印刷图版表面11的深刻划区9、10。第一刻划区9刻划有刻纹深度a，第二刻划区10具有刻纹深度b。刻划区9、10在印刷图版表面11的高度上彼此直接邻接，并被分隔边12分隔，该分隔边的上边缘13在印刷图版表面11的高度上渐细。印刷图版8还可以被构造成上边缘13略低于印刷图版表面11，即几微米。所述分隔边确保邻接的油墨区具有明锐的轮廓。具有分隔边的这种印刷图版的形成和设计变化在德国专利申请P 198 45 436.8中得以详细说明，该专利申请引作参考。
刻划区9在印刷操作中形成比更深的刻划区10更浅的色调。如果不可触知的结构元件用刻划区9形成，则刻纹深度a在10微米和40微米之间。对于看似透明的浅色调，优选采用10微米至25微米的刻纹深度。起伏的、可触知的结构元件可以例如通过刻划区10形成。在此情形下，刻纹深度b在40微米和200微米之间。
图4示意性显示了诸如纸的基底14的细节，该基底通过凹版印刷方法用图3的印刷图版8印刷。在印刷操作中，基底14被压入刻划区9、10内，籍此，根据印刷过程中多大的压力施加在基底上，相应的凹陷16、17可以保持在基底下侧15上。在下侧上，基底顶部18在凹陷16、17所处的区域具有相应的隆起。所述隆起在印刷过程中被油墨层19、20覆盖，该油墨层由基底表面18从刻划区9、10获得。印刷图像起伏的高度x、y确定为未印刷基底表面和具体油墨区19、20的表面之间的高度差。在油墨区19、20之间的过渡区中，油墨层厚x、y连续下降至边界线，该边界线由印刷图版8的分隔边12的上部边缘13确定。取决于分隔边12的结构，边界线区域较宽或较窄，这确保了不同色调印刷区之间的明确分隔。
图5a显示了图2的放大细节A，该细节清晰地显示各结构元件准确对齐设置。于是，结构元件7与结构元件2平齐。结构元件5与之对齐设置。它们对齐邻接结构元件2，并近似无缝地与结构元件7的轮廓线相接。
此准确对准不能用传统的印刷图版和印刷方法形成。使用传统的印刷图版，将必须进行至少两次印刷操作，例如在第一印刷操作中印刷诸如数字“2000”的结构元件2或第一信息片段；且在第二印刷操作中在第一信息片段上印刷第二信息片段，例如图2所示的鹰。这种仿造易于识别，因为传统印刷方法不能实现所需的对齐。
图5b和5c显示了这种仿造后的临界边界区域。在图5b中，例如，结构元件2突出到构件元件7之上，使得由结构元件5所勾勒出的区域6的一部分也填充了油墨。在图5c所示的实施例中，结构元件7终止在结构元件2外侧。因为这种偏离极大地削弱了印刷图像的总体效果，所以仿造本发明防伪元件的企图非常明显。
本发明防伪元件1的另一实施例示于图6和图7。字母“B”表现为第一信息片段，该信息片段在显示为黑色的区域中具有起伏的、可触知的结构元件3、7。本例子中的第二个信息片段为数字“2”，该数字基本上由示为灰色的大面积的且平坦的、不可触知的结构元件2表现。根据图6的实施例，两个信息片段重叠的区域21未印刷，但由印刷区域围绕，因此在其范围上易于直观识别。具体地，起伏结构元件3的拐角和平坦结构元件2的拐角准确对齐地邻接，这用传统的方法不能得到。
在根据图7的例子中，两个字符“B”和“2”重叠的区域22被印刷。然而与图1和2的变体相比，重叠区22此处得以着色，使得其反差或色调清晰地直观区别于直接邻接的起伏结构元件3的反差或色调和平坦结构元件2的反差或色调。图7中，重叠区域22浅于印刷图像的起伏区域3、7和平坦区域2。即，区域22中油墨层最薄，且区域22因此是平坦的且不可触知的。然而，还可以在重叠区域22中通过印刷图版的相应刻线来形成油墨层厚度，使得其显得比表现为数字“2”的邻近平坦结构元件2暗，比表现为字母“B”的可触知的结构元件3、7浅。各结构元件之间的对准可以在其彼此邻接的拐角和边缘处详细地得以极好地控制。
本发明防伪元件可以印刷在任何基底上。优选地，是纸制的数据载体。但是还可以将本发明的防伪元件应用到箔片基底上。防伪元件可以设置在对防伪提出高要求的场合，例如有价证券、纸币、ID卡、护照、或正式文件或高质量入场券。
权利要求
1.一种具有防伪印刷图像(1)的数据载体(14)，该防伪印刷图像由凹版印刷形成并包括准确对齐设置的多个反差结构元件(2、3、4、5、7、22)，其中，第一部分结构元件(3、4、5、7)构造成起伏的且可触知的，第二部分结构元件(2、22)构造成平坦的且不可触知的。
2.如权利要求1所述的数据载体(14)，其特征在于，起伏且可触知的结构元件(3、4、5、7)具有比平坦的、不可触知的结构元件(2、22)深的色调。
3.如权利要求1或2所述的数据载体(14)，其特征在于，一部分结构元件(2、3)构造成大面积的，而一部分结构元件(4、5、7)构造成细丝状的。
4.如权利要求1至3中的至少一项所述的数据载体(14)，其特征在于，一部分细丝结构元件(4、5、7)被构造成起伏的且可触知的。
5.如权利要求1至4中的至少一项所述的数据载体(14)，其特征在于，一部分大面积结构元件(3)被构造成起伏的且可触知的。
6.如权利要求1至5中的至少一项所述的数据载体(14)，其特征在于，防伪印刷图像(1)具有多个互相不同的信息片段，该信息片段因明暗反差和/或大面积和细丝结构元件(2、3、4、5、7、22)而不同，并至少在部分区域内具有可触知的起伏。
7.如权利要求1至6中的至少一项所述的数据载体(14)，其特征在于，防伪印刷图像(1)具有至少两种可直观识别的信息片段，优选地是重叠信息片段。
8.如权利要求1至7中的至少一项所述的数据载体(14)，其特征在于，防伪印刷图像(1)具有第一信息片段，该第一信息片段至少部分包括起伏的、可触知的结构元件(3、5、7)。
9.如权利要求1至8中的至少一项所述的数据载体(14)，其特征在于，防伪印刷图像(1)具有第二信息片段，该第二信息片段至少包括大部分平坦的、不可触知的结构元件(2、22)。
10.如权利要求9所述的数据载体(14)，其特征在于，平坦结构元件(2)由细丝状的、可触知的结构元件(4)限定。
11.如权利要求1至10中的至少一项所述的数据载体(14)，其特征在于，第一信息片段的一部分起伏结构元件(3、7)同时是部分第二信息片段。
12.如权利要求1至11中的至少一项所述的数据载体(14)，其特征在于，第一信息片段的不是第二信息片段的一部分的优选细丝结构元件(5)与第二信息片段的结构元件(2、4)对齐设置。
13.如权利要求1至12中的至少一项所述的数据载体(14)，其特征在于，结构元件被窄的、未印刷的轮廓线分隔。
14.如权利要求1至13中的至少一项所述的数据载体(14)，其特征在于，结构元件具有呈字母数字字符和/或图案形式的阴性元件。
15.如权利要求1至14中的至少一项所述的数据载体(14)，其特征在于，细丝结构元件(4、5、7)是具有小于1毫米的线宽的线条，优选地小于0.5毫米。
16.如权利要求1至15中的至少一项所述的数据载体(14)，其特征在于，大面积结构元件(2、3)具有大于1毫米的线宽。
17.如权利要求1至16中的至少一项所述的数据载体(14)，其特征在于，不同的信息片段是字符数字信息和/或图形信息。
18.如权利要求7所述的数据载体(14)，其特征在于，信息片段重叠的区域(21、22)的色调在视觉上不同于重叠区域外部的起伏和平坦结构元件(3、7、2)的色调。
19.如权利要求7或18所述的数据载体(14)，其特征在于，信息片段重叠区(21)不用凹版印刷方法印刷。
20.如权利要求1至19中的至少一项所述的数据载体(14)，其特征在于，数据载体是有价证券，优选地是纸币。
21.一种具有防伪图像(1)的印刷图版(8)，优选地是凹版印刷图版，该防伪图像包括准确对准设置的多个不同的结构元件(2、3、4、5、7、22)，在印刷图版(8)上该结构元件(2、3、4、5、7、22)以凹陷(9、10)的形式出现，且第一部分所述结构元件(3、4、5、7)具有大刻纹深度(b)，使得印刷操作后结构元件(3、4、5、7)是起伏的且可触知的，而第二部分结构元件(2、22)具有更小的刻纹深度(a)，使得印刷操作后结构元件(2、22)是平坦的和不可触知的。
22.如权利要求21所述的印刷图版，其特征在于，第一部分结构元件的刻纹深度(d)为40微米至200微米，且第二部分的刻纹深度为10微米至40微米。
23.一种形成具有防伪印刷图像的数据载体的方法，该防伪印刷图像由凹版印刷形成，且包括多个不同的结构元件，其中，所述结构元件准确对准地设置，且一部分所述结构元件被构造成起伏的且可触知的，而一部分结构元件被构造成平坦的且不可触知的。
24.一种形成包括防伪印刷图像的防伪元件的方法，该防伪印刷图像由凹版印刷形成，且包括多个不同的结构元件，其中，所述结构元件准确对准地设置，且一部分所述结构元件被构造成起伏的且可触知的，而一部分结构元件被构造成平坦的且不可触知的。
全文摘要
本发明涉及一种具有防伪印刷图像的数据载体，该防伪印刷图像由凹版印刷工艺形成。该防伪印刷图像包括多个彼此准确对准设置的不同结构元件。第一部分结构元件被构造成起伏的且可触知的，而第二部分结构元件被构造成平坦的且不可触知的。
文档编号B44F1/00GK1414912SQ00817990
公开日2003年4月30日 申请日期2000年12月28日 优先权日1999年12月30日
发明者卡尔海因茨·迈耶, 罗杰·阿达姆齐克, 彼得·弗朗兹, 埃克哈德·布朗 申请人:德国捷德有限公司