СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО КОНТРОЛЯ ПРОДУКЦИИ МАШИН ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ НА БУМАГУ ТАЙНЫХ ЗНАКОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА Российский патент 2005 года по МПК B41F31/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Широко распространенной практикой является включение невидимых защитных элементов в краску для печатания тайных знаков. Эти элементы используются для того, чтобы дать возможность конечным пользователям, таким как банки и компании, занимающиеся сортировкой наличных денег, идентифицировать поддельные банкноты и отличить их от подлинных путем проверки их невидимых элементов.

До настоящего времени обычной практикой была проверка невидимых характеристик краски для печатания тайных знаков, используемых в качестве защитных элементов, в конце процесса печатания. Это приводит к тому, что отсутствие или дефектность таких защитных элементов (которая может иметь место, например, если будут непреднамеренно смешаны печатные краски одинакового или идентичного цвета, но без невидимых характеристик) обнаруживают только после того, как все операции в процессе печатания будут выполнены. В случае печатания банкнот, например, отсутствие или недостаток невидимых защитных элементов может привести к большому количеству бракованных банкнот или к тому, что полезность защитного элемента будет нулевой и он станет бесполезным.

Сущность изобретения

Целью настоящего изобретения является устранение этого недостатка путем постоянного мониторинга печатной краски, которая должна содержать невидимый элемент, в красочном ящике, в результате чего обеспечивается возможность выявления возможного отсутствия или растворения невидимого элемента в момент печатания. Это позволяет быстро обнаружить ошибку и отделить листы с неправильным нанесением краски от листов с хорошей печатной краской. При этом полностью сохраняется функция, которую должен выполнять защитный элемент, и избегают брака, представляющего собой печатные листы.

С этой целью в соответствии с настоящим изобретением предложен способ непрерывного контроля продукции машин для нанесения на бумагу тайных знаков, содержащих, по меньшей мере, один красочный ящик, содержащий печатную краску для печатания тайных знаков, имеющую невидимую характеристику, согласно которому детектор характеристики печатной краски с чувствительностью, находящейся в диапазоне, соответствующем указанному защитному элементу, встроен в подвижный элемент, смещаемый в красочном ящике, причем выходной сигнал детектора непрерывно улавливается и передается в устройство предупреждения.

Изобретение также относится к устройству для осуществления способа, в котором детектор характеристики печатной краски встроен в краскомешалку, содержащую пальцеобразный элемент, кончик которого проходит в красочный ящик, при этом пальцеобразный элемент непрерывно смещается в красочном ящике, а детектор характеристики печатной краски имеет выход, соединенный с устройством предупреждения.

Встраивание детектора характеристики печатной краски в краскомешалку особо предпочтительно, поскольку это обеспечивает возможность определения характеристики в самом красочном ящике, в момент печати, а также, поскольку детектор непрерывно смещается в красочном ящике, следовательно, обеспечивается возможность обнаружения введения не отвечающей заданным требованиям печатной краски в тот самый момент, когда печатную краску заливают в красочный ящик.

Другое предпочтительное исполнение изобретения определено в пунктах прилагаемой формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Изобретение поясняется ниже более подробно со ссылкой на приведенный в качестве примера вариант его осуществления, представленный на сопроводительных чертежах, на которых:

фиг.1 представляет собой изображение в изометрии краскомешалки согласно изобретению, взаимодействующей с красочным ящиком в машине для нанесения на бумагу тайных знаков;

фиг.2 и 3 - соответственно поперечное сечение и вид в плане основной части краскомешалки;

фиг.4 - вид в плане с верхней стороны опорной платы с печатными проводниками, несущей схему датчика и прикрепленной к нижней стороне основной части краскомешалки;

фиг.5 - поперечное сечение трансформатора с ферритовым сердечником, который образует главную часть датчика;

фиг.6 и 7 - соответственно виды сбоку и в плане, схематично показывающие опорную плату датчика;

фиг.8 - схематичное изображение примера схемы датчика, установленной на опорной плате датчика;

фиг.9 - блок-схему примера блока управления;

фиг.10 - изображение в изометрии варианта осуществления опорной конструкции краскомешалки;

фиг.11 и 12 - частичные схематичные сечения двух вариантов осуществления концевой части пальцеобразного элемента краскомешалки.

Подробное описание изобретения

Устройство, показанное на фиг.1, содержит краскомешалку 1, закрепленную и направляемую над красочным ящиком таким образом, что кончик краскомешалки погружен в красочный ящик. Такая краскомешалка сама по себе известна. Две опоры 2 и 3 закреплены на боковых стенках красочного ящика и служат опорой каретке (непоказанной) с приводным средством, которое сообщает краскомешалке 1 непрерывное перемещение со сменой направления между двумя опорами 2 и 3. Два провода 4 и 5 соединены соответственно с землей и с источником постоянного низкого напряжения. Они подают ток, подаваемый по кабельной шине 32, через два скользящих контакта 6 и 7 соответственно ферромагнитному устройству для определения характеристик печатной краски, как будет показано ниже. Краскомешалка 1 содержит основной корпус или палец 8 и удерживающую часть 9, которые соединены друг с другом путем свинчивания, при этом данные детали изготовлены из немагнитного металла, например из алюминия или из алюминиевого сплава.

На фиг.10 показан вариант осуществления опоры краскомешалки, выполненной с возможностью крепления непосредственно к существующему узлу краскомешалки (непоказанному). Предусмотрены два установочных элемента 51 и 52, предназначенные для крепления устройства к существующему узлу краскомешалки. Такая конструкция позволяет избежать использования какой-либо специальной монтажной опоры или отверстий на машине и обеспечивает возможность установки системы за одну операцию вместе с краскомешалкой на существующем узле краскомешалки. Предусмотрен кабельный разъем 53, 54 для приема кабельной шины 32, обеспечивающей подачу энергии к датчику и прием сигналов от датчика, установленного внутри пальца краскомешалки. Устройство дополнительно содержит защитный кожух 55 для силового кабеля и кабеля для передачи сигнала, чтобы гарантировать, что не будет перерыва в подаче сигналов вследствие накапливания печатной краски на проводах. Палец краскомешалки, который не показан на фиг.10, может быть установлен на удерживающей части 9, аналогично тому, как показано на фиг.1.

Как показано на фиг.2 и 3, палец 8 имеет треугольное поперечное сечение с имеющим форму пирамиды [пирамидальным] кончиком. На нижней поверхности пальца 8 выполнены монтажные углубления 34 и 10, предназначенные для размещения платы 14, несущей схему 17 датчика, и цилиндрические отверстия 11 и 12 проходят через всю толщину пальца 8 на обоих концах более узкого монтажного углубления 34. Монтажное углубление 34 закрыто и загерметизировано с помощью нижней тонкой пластины 13.

Детектор характеристики печатной краски (фиг.4, 5, 6) содержит несколько компонентов, закрепленных на жесткой опорной плате 14, которая вставлена в монтажное углубление 34. Плата 14 несет пару печатных изолированных медных токопроводящих дорожек 15 и 16, схему 17 датчика и головку 18 датчика с ферромагнитным трансформатором. Из фиг.2 и 4 видно, что схема 17 датчика размещается в монтажном углублении 10, в то время как головка 18 датчика размещается внутри отверстия 11. Плата 14 прикреплена к пальцу 8 с помощью штифта 19 и винта 20. Винт 20 обеспечивает контактное соединение между металлическим пальцем 8 и заземляемым полюсом схемы датчика, которая будет описана ниже. Выходной соединительный и обеспечивающий подачу постоянного низкого напряжения контакт 21 схемы 17 выступает внутри отверстия 12, где он соединяется со скользящим контактом 6. Наоборот, заземляющий контакт схемы 17 ведет к скользящему контакту 7, соединенному с задним концом металлического пальца 8.

В соответствии с вариантами осуществления пальца 8, частично представленными на фиг.11 и 12, головка 18 датчика расположена на самом конце пальца 8. Указанные варианты осуществления обеспечивают возможность определения характеристики печатной краски даже в том случае, когда в нижней части красочного ящика остается небольшое количество печатной краски.

Фиг.5 и 6 показывают различные части датчика.

Фиг.5 представляет собой поперечное сечение детектора 18 с ферромагнитным трансформатором. Найлоновый корпус 23 имеет цилиндрическое сквозное отверстие 35 с резьбовой верхней частью и увеличенной нижней гладкой частью. Болт 24, ввинченный в отверстие 35, служит опорой ферритовому сердечнику 22 и направляет его, тем самым высоту расположения ферритового сердечника 22 внутри отверстия 35 можно регулировать. Наружная верхняя часть корпуса 23 выполнена с тремя коаксиальными катушками L1, L2, L3, которые соединены в схеме 17 датчика таким образом, что они образуют трансформатор, первичная обмотка которого образована катушками L1 и L3, в то время как вторичная обмотка образована катушкой L2.

Было установлено, что такая конструкция с тремя катушками оказалась особенно предпочтительной по сравнению с использованием других типов трансформаторов, поскольку она обеспечивает очень высокую точность и меньше подвержена воздействию со стороны внешних магнитных материалов.

Катушки L1 и L3 соединены таким образом, чтобы обеспечить создание встречных магнитных полей. Они возбуждаются посредством амплитуды синусоиды, стабилизируемой обычными средствами. Ферритовый сердечник трансформатора индуцирует во вторичной катушке L2 равную противоэлектродвижущую силу, так что на концевых зажимах создается номинально "нулевой" выходной сигнал. В экспериментальном варианте осуществления изобретения катушки L1 и L3 имели соответственно 190 и 210 витков, и "нулевой" выходной сигнал был получен путем регулирования положения сердечника в отверстии 35 в зависимости от интенсивности магнитной характеристики, обычно присущей печатной краске, предназначенной для нанесения на бумагу тайных знаков и имеющейся в красочном ящике.

Если физические свойства магнитной печатной краски изменяются, электродвижущая сила во вторичной катушке L2 "выходит из равновесия" и приводит к образованию результирующей разности напряжений и фаз на этой катушке. То же самое также происходит, если магнитная характеристика непреднамеренным образом проявится в печатной краске, которая не должна иметь подобной характеристики. Хорошая работа датчика строго зависит от способов намотки, выбора магнитного экранирующего материала и других факторов.

Схема датчика, обозначенная в целом ссылочным номером 17, предназначена для обработки сигналов, поступающих от катушки L2. Как показано на блок-схеме, изображенной на фиг.8, схема датчика содержит регулятор/фильтр 26 на входе 30 схемы, возбудитель 27 линии, схему 25 фазового демодулятора, генератор 28, создающий гармонические колебания, способные возбуждать первичные катушки трансформатора 18. Фильтр 29 принимает выходной сигнал вторичной катушки L2. Выходные сигналы, поступающие от этой катушки, направляются через фазочувствительный демодулирующий схемный элемент, представленный демодулятором 25 и возбудителем 27 линии, во входную/выходную цепь 15 постоянного напряжения.

Выход 31 схемы 17 датчика соединен с блоком 33 управления посредством провода 4 и кабельной шины 32.

Схематичное изображение варианта осуществления схемы датчика представлено в виде примера на фиг.8.

В завершение, блок 33 управления, соответствующий схеме, представленной на фиг.9, обеспечивает возможность определения того, начало какого действия должен вызвать сигнал от детектора характеристики печатной краски: выдать предупредительный сигнал печатающему устройству, остановить машины, сместить "испорченные" листы в стапель отходов и т.д. Он также может выдать различные команды (СН-А, СН-В) различным детекторам, связанным с множеством красочных ящиков в данной печатной машине, например, с двумя красочными ящиками для блока управления по фиг.9.

Блок управления, представленный на фиг.9, имеет три разъема, один 41 для машины и по одному 42, 43 для каждого детектора. Разъем 41 обеспечивает подвод электропитания для блока управления и передачу сигнала датчика и выходного сигнала для управления машиной. Блок "возбудитель линии" обеспечивает подачу питания к головке детектора посредством двух чувствительных резисторов. Данные от детектора передаются в блок управления посредством шин питания с, например, прямоугольным модулированным сигналом с частотой 800 кГц. Блок "Сдвиг уровня и фильтр" 44 преобразует сигнал, который поступает от линии обнаружения, в логическую величину. Этот цифровой сигнал подвергается фильтрации для выделения аналогового значения в зависимости от его коэффициента заполнения и направляется в блок 45 сравнения. Указанный блок сравнения преобразует аналоговый уровень в цифровые данные перед подачей сигнала в микроконтроллер 46. Пороговые значения для блока сравнения могут быть заданы с помощью внешних переключателей "Селекторы чувствительности" 47, 47'. Другой блок сравнения "Блок сравнения электрической цепи детектора" 48 отслеживает состояние электрической цепи детектора: рабочее, разомкнутое, короткозамкнутое. Микроконтроллер 46 обеспечивает управление всеми этими данными и всеми выходными сигнальными устройствами блока управления (светодиодами, реле и двумя открытыми коллекторами). Цифровой фильтр внутри микроконтроллера 46 защищает от электрического шума, быстрых коротких замыканий или быстрых прерываний сигнала на обеих цепях детектора.

Основной источник напряжения представляет собой, например, источник постоянного тока с напряжением 24 В, регулирование которого в блоке управления осуществляется с помощью двух регуляторов 49: импульсного стабилизатора, рассчитанного на 12 В, и линейного регулятора на 5 В.

Несмотря на то, что был описан детектор магнитной характеристики печатной краски для нанесения на бумагу тайных знаков, аналогичные устройства также могут быть использованы для мониторинга других невидимых защитных элементов, таких как инфракрасное излучение, флюоресценция или фосфоресценция.

Предусмотрено, что устройство, подобное описанному, может быть использовано во всех типах машин для нанесения тайных знаков на бумагу.

Изобретение относится к области техники, касающейся включения невидимых защитных элементов в краску для печатания тайных знаков. Краскомешалка (1) закреплена и направляется посредством стационарных средств между опорами (2) и (3) над красочным ящиком, содержащим печатную краску для нанесения тайных знаков. Краскомешалка приводится в движение со сменой направления на предназначенных для нее направляющих средствах, и ее кончик погружен в печатную краску. В отверстие (11) входит головка детектора в виде трансформатора с первичной обмоткой, предназначенной для того, чтобы обычно создавать "нулевое" магнитное поле, с регулируемым ферритовым сердечником, установленным таким образом, что "нулевое" магнитное поле получают для стандартной магнитной характеристики печатной краски для нанесения тайных знаков, и с вторичной обмоткой, выходящей из состояния равновесия и выдающей сигнал, если магнитная характеристика печатной краски, в которую смещается кончик краскомешалки, изменяется. Выходной сигнал передается в линию (4) передачи сигнала посредством скользящего контакта (6), в то время как заземляемый полюс соединен посредством провода (5) и скользящего контакта (7). Это обеспечивает постоянный мониторинг печатной краски, которая должна содержать невидимый элемент, в красочном ящике, в результате чего обеспечивается возможность выявления возможного отсутствия или растворения невидимого элемента в момент печатания. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Способ непрерывного контроля продукции машин для нанесения тайных знаков, содержащих, по меньшей мере, один красочный ящик с печатной краской для печатания тайных знаков, содержащей невидимую характеристику, отличающийся тем, что детектор (18) характеристики печатной краски с чувствительностью, находящейся в диапазоне, соответствующем защитному элементу, встраивают в элемент (1), помещенный в красочный ящик, причем выходной сигнал детектора непрерывно улавливают и передают в устройство предупреждения.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что элемент (1) представляет собой подвижный элемент, смещаемый в красочном ящике.3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, в качестве невидимой характеристики используют заданную магнитную характеристику, причем используют детектор характеристики печатной краски с ферромагнитным датчиком (18), чувствительным к магнитной характеристике.4. Устройство для осуществления способа по п.1 или 2, отличающееся тем, что детектор (18) характеристики печатной краски встроен в краскомешалку, содержащую пальцеобразный элемент (1), кончик которого проходит в красочный ящик, при этом пальцеобразный элемент (1) выполнен с возможностью непрерывно перемещаться в красочном ящике, а детектор (18) характеристики печатной краски имеет выход, соединенный с устройством (33) предупреждения.5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что содержит стационарное направляющее средство для направления перемещений пальцеобразного элемента (1), причем направляющее средство имеет пару электропроводных путей (4, 5), соединенных с детектором (18) характеристики печатной краски посредством скользящих контактов (6, 7).6. Устройство по п.4 или 5, отличающееся тем, что детектор характеристики печатной краски выполнен с возможностью контроля магнитной характеристики печатной краски для нанесения тайных знаков, причем детектор содержит ферромагнитный датчик (L1, L2, L3, 22), соединенный со схемой (17) датчика, причем схема (17) соединена с блоком (33) управления.7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что ферромагнитный датчик содержит ферритовый сердечник (22) и связанный с ним набор коаксиальных катушек (L1, L2, L3), при этом все эти элементы совместно образуют трансформатор с вторичной обмоткой (L2), которая образована одной из указанных катушек, соединенных с блоком (33) управления посредством схемы (17) датчика и электропроводных путей (4, 5).8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что ферромагнитный датчик содержит три катушки, при этом первичная обмотка трансформатора образована двумя концевыми катушками (L1 и L3), вторичная обмотка образована третьей катушкой (L2).9. Устройство по п.7 или 8, отличающееся тем, что катушки ферромагнитного трансформатора (18) неподвижно закреплены на трубчатой опоре (23) из синтетического материала и ферритовый сердечник (22) расположен с возможностью регулирования его положения внутри опоры (23) с помощью винта (24).10. Устройство по любому из пп.4-9, отличающееся тем, что детектор характеристики печатной краски расположен внутри кончика пальцеобразного элемента, при этом пальцеобразный элемент выполнен с возможностью непрерывного перемещения в красочном ящике.