Настоящее изобретение относится к носителю данных с напечатанным на нем различимым на ощупь полутоновым изображением, к способу изготовления такого носителя данных, а также к пригодной для этой цели печатной форме.
Под носителями данных, также называемых носителями информации, в контексте настоящего описания подразумеваются прежде всего защищенные от подделки или ценные документы, такие как банкноты, удостоверения личности, паспорта, чековые формуляры, акции, свидетельства, почтовые марки, авиабилеты и иные аналогичные документы, а также этикетки, печати, упаковки и иные элементы для защиты от подделки различного рода продукции, товаров и изделий. В соответствии с этим под используемыми в последующем описании упрощенными понятиями "носитель данных" и "защищенный от подделки или ценный документ" всегда имеются в виду документы указанного типа.
Подобные документы, коммерческая или практическая ценность которых существенно превышает стоимость материала, из которого они изготовлены, должны обладать соответствующими признаками, позволяющими однозначно идентифицировать их как подлинные и отличать их от подделок и фальшивок. С этой целью такие документы снабжают особыми защитными элементами, подделка и фальсификация которых в идеальном случае невозможна вовсе или возможна лишь с большим трудом при условии высоких затрат.
Ранее для применения в подобных целях наиболее хорошо зарекомендовали себя прежде всего те защитные элементы, которые человек может однозначно идентифицировать как подлинные без использования вспомогательных средств, но изготовление которых одновременно с этим возможно лишь при условии высоких затрат. При этом речь идет, например, о выполненных методом металлографской печати печатных изображениях, характерной особенностью которых является наличие у них рельефной структуры, легко различимой на ощупь даже неспециалистом, и которые невозможно сымитировать иными широко распространенными методами печатания или с помощью копировальных устройств.
Особое значение в технике печатания носителей данных, прежде всего ценных бумаг, таких как банкноты и иные аналогичные документы, имеет метод металлографской печати и прежде всего печати со стальных гравюр.
Характерная особенность металлографской печати заключается в том, что для получения отпечатка, или оттиска, в печатных формах выполняют углубления в форме линий. Таким образом, переносящие краску участки печатной формы представляют собой углубления, выполненные в поверхности этой формы. Эти углубления выполняются пригодным для этого гравировальным инструментом или травлением. Поскольку гравировальные инструменты как правило имеют конически сужающуюся форму, при использовании механических методов обработки поверхности формы ширина линий, составляющих выполняемую в поверхности печатной формы для металлографской печати гравюру, обычно увеличивается с увеличением глубины гравировки. Кроме того, с увеличением глубины гравировки увеличивается и количество краски, которое может удерживаться линией гравюры, а тем самым и непрозрачность соответствующей печатной линии.
Перед обработкой поверхности печатных форм для металлографской печати методом травления не печатающие участки печатной формы покрываются химически инертным лаком. Последующим травлением не покрытых лаком участков поверхности формы в этой поверхности выполняется гравюра, при этом глубина линий гравюры определяется прежде всего продолжительностью травления. Перед собственно процессом печатания на гравированную поверхность печатной формы наносится печатная краска пастообразной консистенции, а излишек этой краски удаляется с этой поверхности ракелем или стирающим валиком, после чего краска остается лишь в углублениях. Затем запечатываемая основа, в качестве которой, как правило, используется бумага, сначала прижимается к поверхности печатной формы, а тем самым и к предусмотренным в этой поверхности и заполненным печатной краской углублениям, после чего удаляется с этой формы, в ходе чего происходит перенос печатной краски из указанных углублений на поверхность запечатываемой основы, при этом эта краска и образует на поверхности основы требуемый отпечаток. При использовании полупрозрачных красок цветовой тон конкретного участка отпечатка определяется толщиной нанесенного на соответствующий участок слоя краски. Таким образом, путем запечатывания белого носителя данных красочными слоями малой толщины получают светлые цветовые тона, а путем его запечатывания красочными слоями большой толщины - более темные. При этом толщина красочного слоя в известной степени зависит от глубины гравировки.
В отличие от других распространенных методов печатания, таких, например, как офсетная печать, металлографская печать со стальных гравюр позволяет наносить на носитель данных слои краски сравнительно большой толщины. Наличие нанесенного методом металлографской печати со стальных гравюр сравнительно толстого красочного слоя, равно как и частично деформированных/тисненых участков поверхности бумаги, образовавшихся в результате вдавливания последней в выгравированные в печатной форме углубления, легко может быть проверено на ощупь даже неспециалистом, что позволяет использовать такой слой в комбинации с такими тиснеными участками может в качестве легко различимого на ощупь признака подлинности. Различимость на ощупь не может быть воспроизведена при помощи копировального устройства, и это делает метод металлографской печати со стальных гравюр весьма ценным методом защиты от подделки.
Однако выполнение этим методом отпечатков, имеющих сплошные запечатанные участки, связано с дополнительными затратами, поскольку в обычном случае не имеющие гравированных углублений участки печатной формы не обеспечивают переноса печатной краски на контактирующие с ними участки бумаги, вследствие чего сюжеты выполненных указанным методом отпечатков обычно ограничиваются штриховыми рисунками, составленными из тонких линий. Таким образом, метод обычной металлографской печати не позволяет одновременно обеспечить сплошное запечатывание имеющих существенную площадь участков отпечатка и различимость последнего на ощупь.
Кроме металлографской печати, соответственно металлографской печати со стальных гравюр, известен и другой метод глубокой печати, называемый методом автотипной глубокой печати. Отличительным признаком автотипной глубокой печати является то, что в выполненном данным методом отпечатке различные значения оптической плотности по серой шкале или оптической плотности цвета передаются при помощи ячеек различной плотности, размера и/или глубины, упорядочение расположенных на поверхности печатной формы и отделенных друг от друга широкими перегородками. Печатные формы для автотипной глубокой печати изготавливаются, например, с использованием механических, предусматривающих применение гравировальных инструментов, электронно-лучевых или лазерных методов удаления материала. Типичным для автотипной глубокой печати является использование жидкотекучей краски и ракеля. Принцип данного процесса печатания заключается в том, что ячейки формы заполняются жидкотекучей краской, которая удерживается этими имеющими различную глубину ячейками. Ограничивающие эти ячейки растровые перегородки служат опорой для ракеля, но сами не являются печатающими элементами. Однако в процессе печатания, вследствие жидкотекучести используемой краски, границы между смежными запечатываемыми участками расплываются и четко различить, где заканчивается один участок и начинается другой, становится невозможно. В результате получается отпечаток, производящий лишь впечатление сплошного. Очевидно, однако, что недостаточно высокая вязкость используемой печатной краски и малое усилие, с которым бумага прижимается в форме, не позволяют выполнять данным методом рельефные, различимые на ощупь отпечатки.
Исходя из вышеизложенного можно утверждать, что как обычному методу автотипной глубокой печати, так и известному методу металлографской печати со стальных гравюр присущ общий недостаток, заключающийся в том, что эти методы не позволяют за одну операцию печатания выполнить отпечаток, являющийся одновременно сплошным и различимым на ощупь.
В основу настоящего изобретения была положена задача разработать носитель данных, обладающий повышенной степенью защиты от подделки и имеющий нанесенный на него методом металлографской печати визуально хорошо различимый сюжет, тактильные свойства которого делают этот носитель данных особенно трудно воспроизводимым печатными методами.
Кроме того, в основу настоящего изобретения была положена задача разработать печатную форму, пригодную для выполнения с ее помощью такого предлагаемого в изобретении носителя данных, а также разработать способ изготовления такого носителя.
Указанная задача решается с помощью отличительных признаков независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения приведены в зависимых пунктах формулы.
В соответствии с изобретением отпечаток, выполненный на носителе данных методом металлографской печати, представляет собой полутоновое изображение, изображающее сюжет в трехмерном представлении. Это полутоновое изображение по меньшей мере в одной его отдельной части имеет непосредственно примыкающие друг к другу напечатанные отдельные участки, которые имеют определенные тоновые градации, причем по меньшей мере три напечатанных отдельных участка имеют различные тоновые градации, а по меньшей мере одна отдельная часть полутонового изображения различима на ощупь.
В контексте настоящего изобретения под полутоновым понимается изображение, имеющее участки, являющиеся промежуточными по интенсивности тона по отношению к наиболее темному и наиболее светлому участкам этого изображения. В случае когда полутоновое изображение является черно-белым, под значением интенсивности тона, как обычно, понимается соответствующее значение по серой шкале, представляющей собой переход от белого цвета до черного. Очевидно, однако, что настоящее изобретение относится не только к черно-белым полутоновым изображениям, включающим такие ахроматические цвета, как черный, белый и серый, но и к цветным, при этом как к одно-, так и к многоцветным полутоновым изображениям, включающим так называемые хроматические цвета. При наличии цветных полутоновых изображений под интенсивностью тона понимается светлота наблюдаемого цвета. В предлагаемом в изобретении изображение для запечатывания отдельных участков изобретения используются по меньшей мере три тоновых градации. В случае когда в качестве элемента оформления изображения используется собственная окраска запечатываемой основы, например белая окраска бумаги, такое изображение имеет отдельные участки с четырьмя различными тоновыми градациями, т.е., например, белые участки, черные участки и участки двух различных оттенков серого. В наиболее предпочтительных вариантах осуществления изобретения отпечаток имеет отдельные участки с существенно большим количеством различных тоновых градаций, что позволяет наряду с игрой света и тени создавать и пластические эффекты. Чем тоньше тоновые градации, т.е. чем больше градационная шкала, тем лучше сюжеты изображаются в трехмерном представлении, и в идеальном случае отпечаток приближается к фотографическому изображению, при этом тоновые градации переходят друг в друга практически непрерывно. Как было установлено опытным путем, уже с использованием всего лишь четырех полутонов можно создавать выглядящие весьма реалистично полутоновые изображения. Изображение же, выполненное с использованием шести полутонов, для неспециалиста мало чем отличается от фотографического полутонового изображения.
Сюжетное содержание предлагаемого в изобретении полутонового изображения может быть любым. Однако предпочтительно используются графические изображения. В наиболее предпочтительном варианте осуществления изобретения полутоновое изображение воспроизводит портретное изображение, поскольку человеческое восприятие имеет обусловленную жизненным опытом способность различать малейшие различия в чертах портрета, что существенно увеличивает ценность портрета в качестве защитного элемента. Кроме того, любое количество полутоновых изображений любой формы могут комбинироваться между собой.
Поскольку обычные используемые при металлографской печати печатные краски являются до определенной степени просвечивающими или полупрозрачными, путем использования красочных слоев соответствующей толщины и рационального выбора цвета фона можно создавать цветовые тона или оттенки серого различной светлоты и насыщенности цвета. Различные значения светлоты, в контексте настоящего изобретения также называемые тоновыми градациями, могут определяться исключительно толщиной красочного слоя, при этом разную интенсивность тона будут иметь участки поверхности, запечатанные красочными слоями различной толщины. Так, например, путем запечатывания белого носителя данных красочными слоями малой толщины получают светлые цветовые тона, а путем запечатывания его же красочными слоями большой толщины - более темные. Не исключено также, что, в зависимости от используемой печатной краски и запечатываемой основы, толщиной красочного слоя может определяться не только светлота, но и насыщенность цвета. Однако обычно толщиной красочного слоя определяется в основном светлота и насыщенность цвета. Характеристики зависимости между толщиной слоя, и насыщенностью, и светлотой цвета должны индивидуально определяться соответствующим путем для каждого конкретного случая, т.е. для каждой печатной краски и каждой запечатываемой основы. При достаточной разнице в толщине красочных слоев, нанесенных на смежные участки носителя, описанным выше путем можно создавать высококонтрастные изображения, хорошо различимые человеческим глазом без каких-либо вспомогательных средств. Предпосылкой для этого являются нормальные условия освещения и нормальная дистанция наблюдения.
Для изготовления предлагаемого в изобретении отпечатка оригинал, в предпочтительном варианте осуществления изобретения представляющий собой портрет, сначала раскладывают на отдельные участки, имеющие различные тоновые градации, т.е. отдельным участкам полутонового изображения-оригинала ставят в соответствие определенные тоновые градации. Затем с отдельными полутонами или группами полутонов соотносят различные значения глубины выполняемых в поверхности печатной формы гравированных углублений, ниже также называемые значениями глубины гравировки, при этом эти значения согласованы с особенностями применяемой печатной краски, иначе говоря, тоновым градациям ставят в соответствие определенные значения глубины гравируемых углублений. Так, например, максимальное значение глубины гравировки соответствует черному, а минимальное - белому цвету. Затем в поверхности печатной формы выполняют гравированные углубления, глубина которых соответствует присутствующим на оригинале значениям интенсивности тона, т.е. гравируют отдельные участки поставленной им в соответствие глубины. При этом глубина гравировки печатной формы, требующаяся для получения на отпечатке тона заданной интенсивности, различна для различных печатных красок.
Для облегчения согласования глубины гравировки с особенностями конкретной печатной краски могут выполняться пробные отпечатки с использованием серого клина и соответствующей краски. Такой клин имеет большое число расположенных в ряд плоских элементов, или полей, отличающихся друг от друга изменяющейся с заданным шагом глубиной их гравирования. Так, например, в случае когда шаг изменения глубины гравировки составляет 5 мкм, первое поле серого клина может иметь глубину гравировки 5 мкм, следующее за ним - 10 мкм, затем 15 мкм и так далее, до достижения глубины гравировки, составляющей, например, 100 мкм. Размеры каждого из полей клина составляют, например, 5×5 мм. Отдельные поля клина отделяются друг от друга лишь узкими разделительными кромками.
Выполненный при помощи серого клина и соответствующей печатной краски отпечаток будет иметь соответствующие полям клина запечатанные участки, при этом первый участок будет иметь определенный светлый тон, контрастирующий с чуть более темным тоном следующего участка, при этом последующие участки будут иметь чуть большую интенсивность тона, чем предыдущие, пока, начиная с одного из запечатанных участков, интенсивность тона всех последующих участков не станет одинаковой и наибольшей для данной печатной краски. Иными словами, начиная с этого запечатанного участка, соответственно поля клина, вариации интенсивности тона прекратятся. Затем, в зависимости от того, какое количество различных тоновых градаций предполагается использовать в выполняемом печатном полутоновом отпечатке, нужные тоновые градации соотносят с соответствующими полями серого клина, тем самым определяя значения глубины гравировки, которые следует применять при выполнении в печатной форме углублений, пригодных для выполнения с их помощью имеющих требуемую интенсивность тона участков полутонового отпечатка.
Такие пробные отпечатки с использованием серого клина осуществляются для каждой печатной краски по отдельности. В случае когда та или иная печатная краска не обеспечивает достаточно широкого "диапазона прозрачности", т.е. не позволяет создать на пробном отпечатке требуемого количества различающихся интенсивностью тона запечатанных участков, для адаптации краски к требованиям конкретной прикладной задачи могут применяться дополнительные известные специалистам меры.
Отпечаток, выполненный при помощи печатной формы, глубина выгравированных в которой углубленных участков, воспроизводящих тона различной интенсивности, согласована с характеристикой прозрачности печатной краски, является полноценным полутоновым отпечатком, выполненным без использования обычного для этого растра. При этом доступные тоновые градации определяются лишь характеристиками прозрачности применяемых печатных красок. В дополнение к вышесказанному поверхность такого печатного полутонового изображения является рельефной, при этом более темные участки этого изображения образуют более выступающие участки этого рельефа по сравнению со светлыми.
В контексте настоящего изобретения под отдельными участками изображения или отпечатка понимаются участки, в совокупности образующие полутоновое изображение. При этом такие отдельные участки могут быть не только запечатанными, но и незапечатанными, при этом по меньшей мере некоторые из запечатанных отдельных участков непосредственно примыкают друг к другу. В контексте настоящего изобретения под отдельными участками, непосредственно примыкающими друг к другу, понимаются образующие отпечаток отдельные участки, расположенные в непосредственной близости друг от друга и не разделенные незапечатанными участками. В предпочтительном варианте осуществления изобретения предлагаемое в изобретении печатное полутоновое изображение имеет больше запечатанных отдельных участков, чем незапечатанных. Кроме того, большинство запечатанных отдельных участков предпочтительно примыкают друг к другу, в результате чего предлагаемое в изобретении печатное полутоновое изображение производит впечатление в основном сплошной запечатанной поверхности. Такие примыкающие друг к другу отдельные участки могут иметь различные тоновые градации, т.е. различную толщину красочного слоя или же одинаковые тоновые градации, т.е. одинаковую толщину красочного слоя. Незапечатанные участки используются прежде всего в качестве элементов оформления, например для передачи световых бликов или глянцевых участков.
Для дальнейшего повышения степени защиты от подделки, обеспечиваемой при помощи предлагаемого в изобретении защитного элемента, соответственно защитного отпечатка, тоновые градации различных отдельных участков могут быть часто перемежающимися. При этом отдельные участки могут быть различными по площади и/или создаваемым контрастам и/или различимости на ощупь. Выполнить отдельные запечатанные участки с требуемой точной приводкой относительно друг друга и тем самым обеспечить создаваемое защитным отпечатком характерное зрительное впечатление можно лишь методом металлографской печати, т.е. с использованием печатной формы, в поверхности которой полностью и с необходимой приводкой выгравирован требуемый для выполнения такого отпечатка рельеф. Большинство предназначенных для переноса печатной краски выгравированных в печатной форме отдельных участков предпочтительно непосредственно примыкают друг к другу, вследствие чего выполняемый при помощи такой формы отпечаток является в основном сплошным.
Предлагаемые в изобретении печатные формы для металлографской печати предпочтительно выполняют гравированием вращающимся с высокой частотой заостренным штихелем, например, по методу, описанному в WO 97/48555. В принципе гравюры могут выполняться и лазерным гравированием, травлением или любым иным пригодным для этого методом удаления материала.
В целях предотвращения расплывания границ смежных слоев печатной краски, которое может происходить после нанесения этой краски на носитель данных и до ее высыхания, имеющие различную глубину выгравированные в печатной форме углубленные участки выполняют разделенными так называемыми разделительными кромками, известными из WO 00/20216 и WO 00/20217. Эти разделительные кромки имеют заостренный профиль с клиновидной формой сечения. Острие клина предпочтительно находится на уровне поверхности печатной формы или незначительно ниже ее.
По всей длине разделительной кромки это острие образует практически одномерную линию, похожую на острие ножа. Хотя эта линия и разделяет различающиеся глубиной гравировки углубленные участки печатной формы, она не приводит к образованию различимых разрывов или незапечатанных разделительных линий между запечатанными отдельными участками отпечатка. Эта предусмотренная на печатной форме разделительная кромка не позволяет краям смежных участков отпечатка, запечатанных слоями пастообразной краски различной толщины, терять свою форму после перенесения краски на основу. Данный метод позволяет создавать посредством металлографской печати мельчайшие накладывающиеся друг на друга структурные элементы изображения с различной толщиной красочных слоев и высокой четкостью контуров.
В случае когда перед процессом печатания выгравированные в печатной форме углубления или по меньшей мере некоторые из этих углублений не заполняют печатной краской, такие не несущие краску отдельные участки печатной формы выполняют исключительно функцию штампа для тиснения, в процессе металлографской печати формирующего в основе так называемое блинтовое тиснение. Хотя из-за отсутствия печатной краски такие блинтовые рельефные элементы и не образуют визуально различимого отпечатка, по своим пропорциям и тактильным свойствам они схожи с описанными выше запечатанными участками изображения.
Затем при помощи изготовленной описанным выше способом печатной формы запечатывают носитель данных.
Высокое прижимное усилие обусловливает формирование в материале основы в процессе металлографской печати дополнительных тисненых рельефных элементов, различимых в том числе и на оборотной поверхности основы.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения для создания предлагаемого в изобретении отпечатка на основе полутонового изображения-оригинала применяют способ, заключающийся в том, что
1. Определяют количество тоновых градаций, которое с технологической точки зрения необходимо использовать для полиграфического воспроизведения полутонового изображения-оригинала (например, фотографии) с требуемым качеством.
В данной связи необходимо еще раз отметить, что чем больше тоновых градаций используется для полиграфического воспроизведения оригинала, тем выше степень приближения полученного полиграфического отпечатка к этому оригиналу. Однако опытным путем было установлено, что уже при использовании пяти или шести различных по интенсивности тонов может быть обеспечена достаточная точность воспроизведения полутонов.
2. На основе полутонового оригинала формируют выборки тоновых градаций.
3. Определяют печатную краску, пригодную с технологической точки зрения для полиграфического воспроизведения полутонового сюжета.
4. Определяют диапазон прозрачности печатной краски (если последний неизвестен), и ставят тоновые градации в соответствие толщине красочных слоев соответственно глубине гравировки.
5. Определяют параметры подлежащих выполнению в печатной форме различающихся глубиной гравировки отдельных участков, разделительных кромок, удерживающих краску структур и иных элементов.
6. Изготавливают печатную форму путем удаления материала с соответствующих участков поверхности, предпочтительно описанным в WO 97/48555 методом гравирования.
7. Для оценки точности полиграфического воспроизведения оригинала выполняют пробные отпечатки, при необходимости вносят поправки.
Для увеличения жесткости носителя данных в некоторых случаях может оказаться целесообразным покрывать предлагаемое в изобретении полутоновое изображение каким-либо покрытием, например лаковым слоем. Этот лак может содержать вещества, такие как люминофоры и иные подобные вещества, или же иные создающие определенный эффект пигменты, например жидкокристаллические пигменты, наличие у которых характерных особенностей позволяет использовать эти вещества в качестве признаков подлинности. Кроме того, лак может быть матовым или глянцевым. Защитный слой лака также усиливает эффект глянца и защищает отпечаток.
В качестве основ, соответственно материалов для изготовления носителей данных, могут применяться все пригодные для металлографской печати материалы, такие как бумага, в том числе покрытая полимерными пленками или имеющая иное покрытие, полимерные пленки, а также многослойные композитные материалы. Предлагаемый в изобретении способ наиболее пригоден для запечатывания носителей данных, к степени защиты которых от подделки выдвигаются высокие требования - например, защищенных от подделки и ценных документов, таких как банкноты, акции, облигации, свидетельства, банковские чеки и иные подобные документы.
Непосредственно примыкающие друг к другу участки и области, запечатанные красочными слоями различной толщины и расположенные в любой последовательности, могут образовывать весьма сложные отпечатки. Предлагаемое в изобретении техническое решение позволяет существенно расширить изобразительные возможности отпечатков, выполненных методом металлографской печати.
Кроме того, предлагаемый в изобретении способ изготовления соответствующим образом запечатанных носителей данных обладает существенными экономическими преимуществами, поскольку участки поверхности носителя, подлежащие запечатыванию красочными слоями различной толщины, запечатываются в ходе одной рабочей операции одной и той же печатной краской.
Запечатанные в соответствии с изобретением носители данных обладают повышенной степенью защиты от подделки, поскольку нанесенные на них методом металлографской печати отпечатки не могут быть воспроизведены распространенными способами печати. Воспроизвести точность приводки, свойственную предлагаемому в изобретении отпечатку, соответственно имитировать образующие его отдельные участки путем взаимного наложения, например, двух различных отпечатков, выполняемых в ходе последовательных и независимых друг от друга процессов печатания, соответственно тиснения, невозможно.
Кроме того, различимые на ощупь элементы предлагаемого в изобретении изображения обеспечивают дополнительную эффективную защиту носителей данных от их воспроизведения методами цветного фотокопирования или сканирования.
В соответствии с изобретением метод металлографской печати, и прежде всего метод глубокой печати со стальных гравюр, позволяет создать характерный, легко распознаваемый даже неспециалистом отпечаток, соответственно тисненое изображение, которые не могут быть воспроизведены иными распространенными методами печати. Исходя из вышеизложенного предлагаемым в изобретении способом глубокой печати со стальных гравюр предпочтительно запечатывают носители данных, прежде всего защищенные от подделки и ценные документы, такие, например, как, банкноты, акции, облигации, свидетельства, банковские чеки и другие подобные документы, к степени защиты которых от подделки выдвигаются высокие требования.
Ниже преимущества изобретения пояснены со ссылкой на примеры и чертежи. Указанные в описании признаки и варианты осуществления изобретения могут применяться как по отдельности, так и в любой комбинации. Примеры представляют собой предпочтительные варианты осуществления изобретения, однако изобретение никоим образом не ограничивается лишь описанными примерами. Пропорции изображенных на чертежах объектов могут не соответствовать фактическим соотношениям размеров и выбраны из соображений наглядности. На прилагаемых к описанию чертежах в частности показано:
на фиг.1 представлен общий вид банкноты в плане,
на фиг.2 - полутоновый оригинал,
на фиг.3 - разбитый на однотонные полутоновые фрагменты полутоновый оригинал,
на фиг.4 - предлагаемое в изобретении полутоновое изображение с отдельными, составляющими его участками,
на фиг.5 - полутоновое изображение-оригинал с наложенным на него точечным растром,
на фиг.5а - фрагмент показанного на фиг.5 оригинала,
на фиг.5б - вид в плане предлагаемого в изобретении оттиска,
на фиг.6 - разбитый на однотонные полутоновые фрагменты полутоновый оригинал с наложенным на него точечным растром,
на фиг.6а - фрагмент показанного на фиг.6 оригинала,
на фиг.6б - вид в плане предлагаемого в изобретении оттиска,
на фиг.7 - полутоновое изображение-оригинал с наложенными на него отдельными участками различных тоновых градаций,
на фиг.8 - разбитый на однотонные полутоновые фрагменты полутоновый оригинал линейным растром,
на фиг.8а - фрагмент показанного на фиг.8 оригинала,
на фиг.8б - вид в плане предлагаемого в изобретении оттиска,
на фиг.9 - полутоновое изображение-оригинал с наложенным на него линейным растром,
на фиг.9а - фрагмент показанного на фиг.9 оригинала,
на фиг.9б - вид в плане предлагаемого в изобретении оттиска,
на фиг.10 - другой вариант выполнения предлагаемого в изобретении оттиска,
на фиг.10а и 10б - фрагменты показанного на фиг.10 изображения с мелкими структурами,
на фиг.11 - вид в плане предлагаемого в изобретении оттиска с дополнительными различимыми на ощупь структурными элементами,
на фиг.11a - изображение в разрезе предлагаемой в изобретении печатной формы,
на фиг.11б - предлагаемый в изобретении носитель данных в сечении плоскостью А-А по фиг.11,
на фиг.12 и 13 - предлагаемая в изобретении печатная форма в разрезе и
на фиг.14 - предлагаемый в изобретении носитель данных в разрезе.
На фиг.1 в качестве примера носителя 1 данных схематично показана банкнота. Нанесенное на банкноту печатное изображение обычно представляет собой комбинацию из нескольких наложенных друг на друга печатных изображений (оттисков), каждое из которых выполнено отличной от других печатных изображений техникой печатания. На показанную на чертеже банкноту нанесено, например, печатное изображение 2, воспроизводящее цифру "5". Это печатное изображение 2 получено обычным методом металлографской печати, т.е. в таком печатном изображении различные яркости передаются с помощью линейного растра с варьируемым расстоянием между линиями или варьируемой шириной линий. На банкноту нанесены далее выполненный методом офсетной печати фоновый узор 3 из тонких линий и выполненный методом высокой печати серийный номер 4. Помимо этого на банкноте могут иметься и другие отдельные участки, запечатанные методом трафаретной печати или иными методами.
Предлагаемый в изобретении оттиск 5, воспроизводящий портретное изображение, в показанном на чертеже примере предусмотрен в отдельной части банкноты и изображен лишь схематично. Более подробно подобный оттиск (печатное изображение), запечатанный им носитель данных, а также используемая для получения этого оттиска печатная форма рассмотрены ниже в последующих примерах со ссылкой на соответствующие чертежи.
На фиг.2 показано полутоновое изображение, которое служит оригиналом для предлагаемого в изобретении печатного полутонового изображения. В рассматриваемом случае речь идет о черно-белой фотографии, воспроизводимое которой изображение состоит из отдельных не различимых невооруженным глазом растровых элементов. Видимый на фиг.2 растр выбран лишь в качестве вспомогательного для возможности полиграфического размножения "фотографии". Показанный на фиг.2 оригинал представляет собой фрагмент портретного изображения, и его следует рассматривать как классическое полутоновое изображение, у которого между наиболее светлым тоном, в данном случае белым цветом, и наиболее темным тоном, в данном случае черным цветом, присутствует множество промежуточных тонов.
В соответствии с изобретением полутоновое изображение-оригинал разбивается на полутоновые фрагменты. На фиг.3 показан пример полутонового изображения-оригинала, состоящего из отдельных однотонных фрагментов пяти различных тоновых градаций, а именно из однотонных фрагментов белого, светло-серого, средне-серого, темно-серого и черного цветов, и полученного на основе показанного на фиг.2 полутонового изображения-оригинала. На эти показанные на фиг.2, соответственно на фиг.3, оригиналы можно наложить растр, при этом получаемым в результате растрирования отдельным участкам поверхности изображения (элементам изображения или пикселям) ставятся в соответствие определенные тоновые градации.
Для разбиения изображения-оригинала на отдельные составляющие его участки могут использоваться любые растры. С этой целью могут использоваться и простые регулярные геометрические структуры, и статистически распределенные, нерегулярные и сложные структуры. Равным образом и контурам отдельных участков изображения можно придавать любую форму.
Так, например, помимо прочего можно использовать растры с системами параллельных, практически параллельных, спиральных, звездообразных, пересекающихся или переплетающихся линий зигзагообразной, волнообразной, дугообразной, кругообразной или прямолинейной формы, растры с гильошами, а также растры с различными геометрическими фигурами, такими как окружности, эллипсы, треугольники и иные многоугольники.
Очевидно, что для разбиения оригинала на отдельные составляющие его участки описанные выше растры различных типов можно использовать и в различных сочетаниях между собой. В соответствии с этим изображение-оригинал можно разбивать на отдельные составляющие его участки любым образом с соблюдением лишь одного ограничивающего условия, согласно которому напечатанные по меньшей мере в одной отдельной части печатного полутонового изображения отдельные составляющие его участки должны примыкать друг к другу.
После разбиения изображения-оригинала на отдельные составляющие его участки, каждому из которых соответствует определенная тоновая градация, этим отдельным участкам изображения в свою очередь ставятся в соответствие значения глубины гравировки, необходимые для преобразования оригинала в гравюру на печатной форме для металлографской печати. Глубина гравируемых в печатной форме углублений зависит от особенностей используемой печатной краски и определяется в основном пределами, в которых может варьироваться ее прозрачность.
В последующих примерах проиллюстрированы различные варианты осуществления изобретения.
Пример 1
При необходимости получения репродукции, которая обладает максимально возможной схожестью с оригиналом, исходное изображение следует растрировать путем его поверхностного разбиения на отдельные составляющие его участки элементы. Этот вариант показан на фиг.4. В этом случае отдельные участки 6, 7, 8, 9 и 10 изображения получают на основе самого оригинала. Иными словами, каждый из таких отдельных участков изображения соответствуют тому или иному графическому участку самого оригинала. Разбиение оригинала на подобного рода отдельные составляющие его участки происходит автоматически при создании однотонных полутоновых фрагментов, в ходе которого определенным частям оригинала, тоновые градации которых лежат в определенном интервале, ставятся в соответствие отдельные участки изображения, воспроизводимые в последующем тоном единообразной степени светлоты. У получаемых в результате подобного поверхностного разбиения на отдельные участки оригиналов конкретные тоновые градации распределены по отдельным интервалам изменения степени их светлоты, а все тона, лежащие в одном интервале изменения степени их светлоты, воспроизводятся тоном одной и той же степени светлоты. В случае, например, пяти интервалов изменения степени светлоты тонов, весь диапазон тоновых градаций от 0 до 100% подразделяется на пять, например, равных, частей, т.е. от 1 до 20%, от 21 до 40%, от 41 до 60% и т.д. В последующем все тона, лежащие в одном из интервалов изменения степени их светлоты, воспроизводятся одним и тем же тоном, например, максимальной в данном интервале тоновых градаций степени светлоты, т.е. тона, степень светлоты которых лежит в интервале от 1 до 20%, воспроизводятся одним и тем же тоном со степенью светлоты, равной, например, 20%, тона, степень светлоты которых лежит в интервале от 21 до 40%, воспроизводятся тоном со степенью светлоты, равной 40%, и т.д. Тем самым в рассмотренном выше примере используется пять тонов со степенью светлоты, равной 0%, 20%, 40%, 60%, 80% и 100%. Однако весь диапазон тоновых градаций можно подразделять и на несколько не равных между собой интервалов и воспроизводить все лежащие в каждом из них тона со степенью светлоты, равной, например, 0%, 30%, 60%, 80%, 90% и 100%. В этом случае, например, более светлые части изображения расцениваются как менее значимые по сравнению с темными его частями. Необходимо также учитывать, что однотонные фрагменты изображения часто не образуют сплошную поверхность, а представляют собой отдельные локально ограниченные участки, которые могут быть распределены по всей площади изображения, и поэтому каждому из таких отдельных локально ограниченных участков необходимо ставить в соответствие предлагаемый в изобретении отдельный участок изображения с соответствующей степенью светлоты тона. Всем отдельным участкам изображения, которые образуют полутоновые фрагменты одного и того же тона, соответствует одна и та же глубина гравировки углублений в печатной форме, соответственно одна и та же толщина красочного слоя во всем оттиске. В рассматриваемом случае линии условно наложенного на оригинал растра точно повторяют контуры тех участков этого оригинала, каждому из которых соответствует тон определенной степени светлоты. Иными словами, у показанного на фиг.4 изображения в этом случае имеется, например, три черных отдельных участка 6, размеры которых точно соответствуют размерам наиболее темных частей оригинала. Помимо этого в таком изображении имеются отдельные участки, соответствующие темно-серым (7), средне-серым (8) и светло-серым (9), а также белым (10) частям оригинала. Следовательно, размеры таких отдельных участков изображения, а тем самым и глубина гравируемых в последующем в печатной форме углублений определяются непосредственно размерами соответствующих частей изображения-оригинала. Таким образом, полученные данные о размерах отдельного участка изображения, а также о поставленной этому отдельному участку изображения в соответствие степени светлоты тона и о связанной с ней глубине гравируемого в печатной форме углубления являются теми данными, которые необходимо знать для преобразования изображения-оригинала в гравюру.
Показанные на фиг.4 черные разделительные линии 11 обычно не видны на оттиске. Эти линии показаны на чертеже лишь для того, чтобы более наглядно обозначить границы отдельных участков изображения. В оттиске отдельные участки изображения непосредственно примыкают один к другому вдоль этих черных линий и не отделены ими друг от друга. В оттиске, получаемом с использованием печатной формы с описанной выше разделительной кромкой, доходящей практически до уровня поверхности печатной формы, в зоне показанных на фиг.4 черных линий при определенных условиях можно увидеть исключительно тонкую светлую, но все же покрытую краской, т.е. напечатанную, линию. Отдельный участок 10 изображения, который выглядит в оттиске белым при условии его нанесения на белую основу, представляет собой незапечатанное место в оттиске, которое в остальном образовано сплошным красочным слоем.
Пример 2
Наряду с описанным в примере 1 методом, в соответствии с которым оригинал разбивают на отдельные составляющие его участки в зависимости от его сюжетного содержания, растрировать оригинал для его разбиения на отдельные, составляющие в последующем печатное изображение участки можно и путем наложения на оригинал отдельного растра. В соответствии с этим вариантом на оригинал накладывают растр, т.е. изображение-оригинал разбивают на отдельные составляющие его участки полностью независимо от его сюжетного содержания. Этим отдельным участкам изображения-оригинала, которые соответствуют отдельным участкам, составляющим в последующем предлагаемый в изобретении оттиск, ставят в соответствие тоновые градации. Чем мельче растр, т.е. чем меньше размеры получаемых при растрировании отдельных участков, составляющих предлагаемое в изобретении полутоновое изображение, тем больше деталей изображения-оригинала можно передать в печатном полутоновом изображении. Указанные тоновые градации затем описанным выше путем пересчитывают в значения глубины гравируемых в печатной форме углублений.
В простейшем случае используется точечный растр. В показанном на фиг.5 примере подобный растр наложен на показанный на фиг.2 оригинал. В результате такого растрирования оригинал разбивается на квадратные отдельные участки 12 одинакового размера. В соответствии с этим один отдельный участок 12 изображения представляется в виде квадратика/растровой точки. На фиг.5а показан обозначенный на фиг.5 буквой "X" фрагмент изображенного на фиг.5 оригинала. Показанные на фиг.5 и 5а черные линии, о чем уже говорилось в примере 1, служат лишь для более наглядного разграничения на чертеже отдельных участков изображения. Однако в печатном изображении эти черные линии не видны.
На следующей стадии каждому квадратику, соответственно каждой растровой точке, ставится в соответствие определенная степень светлоты тона или, что то же самое, тоновая градация. При наличии в одном квадратике тонов нескольких градаций для них, например путем интегрирования, определяют среднее значение, которым в последующем определяется тоновая градация всей этой растровой точки. Поскольку в рассматриваемом примере в качестве оригинала использовано показанное на фиг.2 классическое полутоновое изображение, при его растрировании этим способом получают множество различных тоновых градаций, которые затем пересчитывают в соответствующие им значения глубины гравируемых в печатной форме углублений.
В отличие от известных печатных форм для автотипной глубокой печати предлагаемые в изобретении гравируемые в печатной форме углубленные участки, соответствующие отдельным участкам изображения, расположены настолько близко друг к другу, что они отделяются один от другого только описанными выше разделительными кромками. Хотя такие разделительные кромки в печатной форме и отделяют "физически" друг от друга отдельные растровые точки (растровые ячейки), однако с точки зрения техники печати они несмотря на пастообразную консистенцию печатной краски не препятствуют непосредственному переходу в печатном изображении от одной растровой точки к другой. Тем самым в оттиске отдельные растровые точки не отделены друг от друга незапечатанными линиями, а в лучшем случае - более светлыми напечатанными линиями. Такие линии обычно являются исключительно мелкими или тонкими, поэтому их по существу невозможно разглядеть в оттиске. Полученное таким путем изображение показано на фиг.5б, причем в этом случае отдельным квадратикам уже поставлены в соответствие соответствующие тоновые градации. Показанными на фиг.5б светлыми линиями обозначено расположение разделительных кромок в выполненной в печатной форме гравюре и границы примыкающих друг к другу в оттиске составляющих его отдельных участков. Фактически эти линии не являются в оттиске полностью незапечатанными линиями.
Для наглядности на чертежах показан сравнительно крупный растр. При столь крупной линиатуре растра печатное изображение, образованное такими крупными отдельными участками с определенными присвоенными им тоновыми градациями будет поэтому выглядеть как сравнительно абстрактное. Очевидно, что при необходимости получения репродукции, более точно соответствующей оригиналу, следует использовать растр с гораздо более мелкой линиатурой, чтобы получаемые в результате растровые точки имели форму квадратиков значительно меньших размеров, которые в меньшей степени различимы по отдельности глазом человека.
Пример 3
Показанный на фиг.6, 6а и 6б пример аналогично примеру 2 основан на использовании точечного растра. Однако в отличие от рассмотренного выше примера в данном случае растр накладывают не на классическое полутоновое изображение, показанное на фиг.2, а на показанное на фиг.3 полутоновое изображение, состоящее из полутоновых фрагментов.
Аналогично примеру 2 каждой отдельной растровой точке ставится в соответствие определенная тоновая градация. Поскольку при преобразовании оригинала в растровое изображение количество тоновых градаций ограничено пятью, разбитое на отдельные растровые точки изображение также имеет, как показано на фиг.6а, только пять различных тоновых градаций. Иными словами, в рассматриваемом примере изображение создается с использованием определенного количества различных тоновых градаций, которым соответствует такое же количество значений глубины гравируемых в печатной форме углублений.
На фиг.6 показано полутоновое изображение с наложенным на него точечным растром, состоящее из отдельных однотонных фрагментов пяти различных тоновых градаций. На фиг.6а показан обозначенный на фиг.6 позицией "X" фрагмент этого изображения уже после постановки в соответствие отдельным его растровым точкам различных тоновых градаций. На фиг.6б показан соответствующий показанному на фиг.6а изображению оттиск, у которого одна растровая точка соответствует одному отдельному участку 12.
Все остальные пояснения, рассмотренные в примере 2, относятся и к данному примеру.
Пример 4
В показанном на фиг.7 примере исходя из показанных на фиг.4 полутоновых фрагментов вновь определяют отдельные участки изображения, формируемые на основе сюжетного содержания самого оригинала. Границы таких отдельных участков изображения обозначены черными линиями 11. На эти отдельные участки накладывают затем классическое полутоновое изображение, показанное на фиг.2. После этого отдельным участкам изображения можно поставить в соответствие определенные тоновые градации, количество которых, однако, в отличие от примера 1 не обязательно должно быть ограничено пятью, а может соответствовать множеству тоновых градаций, присутствующих в оригинале. Иными словами, в отличие от примера 1 черные отдельные участки 6, 6' и 6" не представляются исключительно в виде черных отдельных участков 6, а их можно дифференцировать и далее по различным тоновым градациям, варьирующимся от темно-серых до черных. Сказанное относится и к темно-серым отдельным участкам 7 и 7', а также к средне-серым отдельным участкам 8 и 8'. Помимо этого существует не только возможность постановки в соответствие одному отдельному участку изображения только одной, строго определенной тоновой градации, но и возможность воспроизводить в пределах одного отдельного участка изображения различные тоновые градации с плавными переходами между ними, соответственно с плавным их изменением. С точки зрения техники печати подобное плавное изменение тоновых градаций в пределах одного отдельного участка изображения можно обеспечить за счет выполнения в печатной форме углублений с наклонной поверхностью их дна, снабженной при необходимости разделительными перегородками или удерживающими краску перегородками, как это описано в примере 8 и показано на фиг.14.
Пример 5
Вместо точечного растра можно, как показано на фиг.8, использовать и линейный растр, при наложении которого на показанный на фиг.3 полутоновый оригинал его можно разбить на множество примыкающих друг к другу параллельных полосок 13. В этом варианте на изображение-оригинал накладываются горизонтальные параллельные линии 11. Однако в данном случае каждой полоске ставится в соответствие не единая, строго определенная тоновая градация, а вместо этого тоновая градация варьируется в пределах одной полоски в соответствии с полученными на второй стадии однотонными полутоновыми фрагментами, если их тоновые градации изменяются по длине полоски. Тем самым в этом примере один отдельный участок изображения справа и слева, а также сверху и снизу ограничен разделительными линиями 11, соответственно в печатной форме ограничен разделительными кромками. Контуры отдельного участка изображения слева и справа определяются сюжетным содержанием изображения-оригинала и проходят вдоль границ отдельных частей этого изображения, имеющих одну определенную тоновую градацию, тогда как положение разделительных линий, ограничивающих такой отдельный участок изображения сверху и снизу, определяется положением линий в наложенном на изображение-оригинал линейным растре. Отдельные участки изображения, ширина которых меньше расстояния между линиями растра, либо усредняют по ширине полоски между ограничивающими ее линиями, после чего им в соответствии со средним значением ставят в соответствие конкретные тоновые градации, либо, как показано на чертеже, их выделяют в пределах полоски разделительными линиями.
На фиг.8а в качестве примера показан обозначенный на фиг.8 позицией "X" фрагмент с тремя полосками 13. На фиг.8б показан соответствующий этому фрагменту "X" оттиск.
Показанные на фиг.8б светлые линии, окаймляющие отдельные участки изображения, и в этом случае служат лишь для более наглядного отображения их точных размеров и свидетельствуют о наличии у печатной формы разделительных кромок.
Полоски, а также расположенные в пределах них участки, которым поставлены в соответствие различные тоновые градации, в данном случае отделены друг от друга разделительными кромками. Если линии линейного растра ориентированы поперечно направлению перемещения стирающего валика/ракеля, то подобного подразделения печатной формы на печатающие элементы оказывается вполне достаточно. Если же линии линейного растра ориентированы вдоль направления перемещения стирающего валика/ракеля, то более длинные отдельные участки, которые расположены в пределах одной полоски и которым поставлена в соответствие одна и та же тоновая градация, при необходимости следует во избежание "разбрызгивания" из них краски в процессе печати разделять на более мелкие с помощью дополнительных разделительных кромок. На месте расположения таких разделительных кромок в полученном в последующем оттиске могут при определенных условиях оставаться запечатанные тонким красочным слоем светлые линии. При необходимости полностью исключить наличие таких линий в оттиске в зоне поверхности печатной формы можно также предусмотреть расположенные в пределах отдельных полосок так называемые "удерживающие краску элементы", которые описаны в примере 8 и показаны на фиг.14. Эти удерживающие краску элементы не доходят до уровня поверхности печатной формы, и остающиеся от них в получаемом в последующем оттиске печатные линии менее заметны по сравнению с печатными линиями, оставляемыми в оттиске разделительными кромками.
Пример 6
Показанный на фиг.9 вариант отличается от описанного в примере 5 и показанного на фиг.8-8б варианта тем, что в качестве оригинала используется не основанное на полутоновых фрагментах изображение, показанное на фиг.3, а показанное на фиг.2 классическое полутоновое изображение, на которое накладывают линейный растр. Отдельные участки такого изображения аналогично примеру 5 сверху и снизу отделены друг от друга отдельными линиями 11 и имеют вид отдельных полосок, в пределах каждой из которых может присутствовать, как это хорошо видно на фиг.9а, любое количество различных тоновых градаций. С точки зрения техники печати переходы между различными тоновыми градациями в пределах одной полоски создаются за счет соответствующего выполнения печатной формы, для чего в ней в пределах одной полоски, которая в свою очередь отделяется от соседних с ней полосок разделительными кромками, гравируют углубления с наклонной поверхностью их дна. При печати с такой печатной формы на носителе данных из-за наличия в печатной форме углублений с наклонной поверхностью их дна остаются красочные слои плавно увеличивающейся, соответственно уменьшающейся, толщины, воспринимаемые глазом человека как участки, тон которых плавно изменяется в сторону более светлого или более темного. В этом варианте аналогично примеру 5 целесообразно предусматривать дополнительные разделительные кромки и в пределах отдельных полосок. Наряду с этим во избежание перетекания печатной краски с одного полутонового участка на другой и из одной полоски в другую, а также во избежание разбрызгивания печатной краски и в этом случае можно выгравировать удерживающие краску структуры. Показанными на фиг.9б светлыми линиями обозначены отделенные друг от друга разделительными кромками отдельные участки в оттиске.
Пример 7
На фиг.10 показан вариант, в котором размеры и форма отдельных участков изображения определяются свободным полиграфическим оформлением изображения-оригинала. В этом варианте предлагаемое в изобретении изображение определяется не путем вычислительного разбиения фотографического оригинала на полутоновые фрагменты, каждому из которых ставится в соответствие одна тоновая градация, а путем разбиения изображения-оригинала на отдельные участки с точки зрения художественно-оформительского подхода. При этом посредством тоновых градаций и отдельных участков воспроизводятся различные художественно-оформительские средства, такие как различные оттенки, цвета и другие. На фиг.10 в стилизованном виде показан представленный на фиг.2 фрагмент портрета, для воспроизведения которого используются четыре различные тоновые градации, а именно белый (10), светло-серый (9), темно-серый (7) и черный (6) цвета.
Пример 8
В отличие от показанной на фиг.10 брови "у", которая в простейшем варианте оттиска воспроизводится в нем в виде бесструктурной черной поверхности, на фиг.10а и 10б показаны различные варианты оформления брови "у", изображение которой в зависимости от сюжетного содержания изображения-оригинала снабжено мелкими структурами. С учетом этого в соответствующей печатной форме выполняют не только одно соответствующее контуру брови гравированное углубление, а гравируют дополнительный шероховатый рисунок, за счет которого в оттиске образуются необходимые мелкие структуры.
Подобный шероховатый рисунок, который, с одной стороны, служит для удержания печатной краски, а с другой стороны, влияет на глянец отпечатанных, соответственно тисненых частей печатного изображения и на создаваемое ими визуальное впечатление, можно выгравировать в дне углублений, соответствующих воплощенным в гравюре отдельным участкам изображения, за счет использования гравировального инструмента соответствующей формы и его перемещения по соответствующей траектории. Такой шероховатый рисунок выполняют, например, в соответствии с описанным в WO 97/48555 методом в процессе гравирования печатной формы на дне углублений, образовавшихся на месте удаленного с нее материала. При длине и/или ширине отдельных участков более примерно 100 мкм у печатной формы целесообразно предусматривать, например, удерживающие краску структуры. При использовании гравировальных инструментов с большим радиусом скругления вершины круглой формы и при их перемещении по расположенным близко друг к другу траекториям (например на расстоянии приблизительно 10 мкм друг от друга) в печатной форме остаются выгравированные в ней углубления с гладким дном, позволяющие получать на основе гладкие и приближающиеся по своим отражающим свойствам скорее к блестящим запечатанные, соответственно тисненые или рельефные поверхности. При использовании же гравировального инструмента с малым радиусом округления вершины заостренной формы и при его перемещении по отстоящим друг от друга на большее расстояние траекториям (например, по траекториям, отстоящим друг от друга более чем на 50 мкм) в печатной форме остаются выгравированные в ней углубления с шероховатым, профилированным дном, позволяющие получать на основе матовую и диффузно рассеивающую свет запечатанную, соответственно тисненую или рельефную поверхность.
Шероховатый рисунок может быть единообразным во всем оттиске, однако в принципе существует также возможность изменять в процессе гравирования углублений в печатной форме, соответственно в форме для тиснения, направление перемещения гравировального инструмента на отдельных ее участках. Углубления, при гравировании которых гравировальный инструмент перемещают по прямолинейным, но повернутым друг относительно друга, например, на 90° траекториям, позволяют получать на основе визуально различающиеся между собой запечатанные, соответственно тисненые или рельефные, поверхности с различными светоотражающими свойствами. То же самое относится и к гравюрам, при гравировании которых гравировальный инструмент перемещают по прямолинейным или меандрообразным траекториям, в сравнении с углублениями, при гравировании которых гравировальный инструмент перемещают по спиральным или концентрическим траекториям. Эти эффекты не только могут использоваться для придания блинтовому тиснению или оттиску более привлекательного или заметного внешнего вида, но и одновременно с этим позволяют повысить степень их защиты от подделки. Целенаправленное использование подобной техники гравирования позволяет целенаправленно получать на напечатанном, соответственно тисненом, участке наложенные на него мелкие структуры, которые, например, графически дополняют содержащуюся в изображении информацию, но которые четко различимы лишь под определенными углами зрения, соответственно отражения или под лупой.
Использование упомянутых выше мелких структур типа тех, которые показаны на фиг.10а и 10б, позволяет исключительно лишь за счет особой техники гравирования углублений в печатной форме дополнить, например, изображение брови отдельными волосками в виде мелкой структуры. В показанном на фиг.10а примере гравировальный инструмент перемещали по концентрическим траекториям вдоль контуров гравируемого в печатной форме углубления, очертания которого соответствуют воспроизводящему бровь отдельному участку изображения, тогда как в показанном на фиг.10б примере гравировальный инструмент перемещали вдоль параллельных между собой линий. Равным образом можно использовать мелкие структуры и иного типа, например в виде наклонных штриховок, растра с перекрещивающимися линиями и т.д.
Пример 9
Предлагаемое в изобретении полутоновое изображение уже обладает, как указывалось в начале описания, определенной различимостью на ощупь благодаря варьирующейся толщине красочных слоев на бумажной основе и приданию ей в процессе печати рельефной структуры в зоне отдельных участков изображения различных тоновых градаций. При необходимости дополнительно повысить различимость предлагаемого в изобретении оттиска на ощупь полученное, например, в соответствии с примерами 1-8 печатное изображение можно снабдить дополнительными различимыми на ощупь структурами. Соответствующий подобным структурам рельеф сразу выполняется в печатной форме для металлографской печати в процессе ее гравирования, благодаря чему и в этом случае для получения предлагаемого в изобретении оттиска с повышенной степенью его различимости на ощупь процесс печатания осуществляется за один прогон. Размеры таких дополнительных структурных элементов, передаваемые ими тоновые градации и их расположение следует определять индивидуально для каждого конкретного случая и согласовывать с тактильными и визуальными эффектами, которые требуется получить.
На фиг.11 схематично показан предлагаемый в изобретении оттиск 20, представляющий собой серый клин и снабженный дополнительными различимыми на ощупь структурными элементами. Этот серый клин имеет четыре квадратных поля 21, 22, 23, 24, тон каждого из которых соответствует одной из четырех различных градаций. Каждое квадратное поле имеет сторону длиной, например, 5 мм и соответствует одному отдельному участку изображения.
Подобное "полутоновое изображение" благодаря рельефной структуре образующего его оттиска уже является различимым на ощупь. Поскольку серые тона в таком оттиске непрерывно изменяются от "темного" к "светлому", начало серого клина, т.е. черная кромка, хорошо различима на ощупь. Однако остальные поля серого клина в меньшей степени различимы на ощупь, поскольку градации серого тона при переходе от одного поля серого клина к другому ступенчато изменяются по убывающей лишь с малым шагом. В основное сюжетное содержание изображения "внедрены" в качестве дополнительных различимых на ощупь структурных элементов небольшие черные круги 25, 26, 27, 28, по одному в каждом квадратном поле. Соответствующие таким дополнительным структурным элементам углубления в печатной форме выгравированы в ней на гораздо большую глубину, чем это необходимо для воспроизведения в оттиске черного тона. Поэтому рельеф подобных структурных элементов имеет больший перепад по высоте, чем черное поле 21 серого клина. Тем самым структурные элементы 25-28 по типу "бугорков" выступают на квадратных отдельных участках оттиска. При этом в печатной форме соответствующие таким "бугоркам" и соответствующие отдельным участкам изображения углубления отграничены друг от друга разделительными кромками, и поэтому в оттиске эти "бугорки" и отдельные участки изображения расположены с точной приводкой друг относительно друга. Подобные структурные элементы в виде "бугорков" хорошо различимы на ощупь с любых направлений на всех, даже на черных, отдельных участках изображения независимо от их контраста или характера изменения серых тонов. Структурный элемент 25 оптически имеет тот же тон, что и квадратное поле 21, и поэтому различим только на ощупь, но не визуально. Очевидно, что дополнительные различимые на ощупь структурные элементы могут не только иметь форму круга, но и любую иную форму, например квадратную форму, форму букв или иной вид. Эти отдельные структурные элементы можно располагать в любом месте основного изображения. В рассматриваемом случае каждый различимый на ощупь структурный элемент расположен по центру соответствующего отдельного участка печатного изображения. Однако с равным успехом дополнительные различимые на ощупь структурные элементы можно предусматривать только в каждом втором или третьем квадратном отдельном участке печатного изображения. Варьировать можно не только форму таких дополнительных структурных элементов, но и их размеры. Помимо этого они могут иметь и различные тоновые градации.
В другом варианте описанные, например, в примере 1 и показанные на фиг.4 отдельные участки изображения можно непосредственно отграничивать друг от друга различимыми в оттиске на ощупь, а возможно и различимыми визуально обрамляющими их линиями. В этом варианте описанные в примере 1 и показанные на фиг.4 черные и не видимые в оттиске линии выполняют различимыми на ощупь и визуально. В предпочтительном варианте речь при этом идет о линиях исключительно темных тоновых градаций, предпочтительно черного цвета. Достигаемое при этом преимущество состоит в возможности сравнительно легкого восприятия таких линий на ощупь и в возможности их использования в качестве дополнительных различимых на ощупь структурных элементов. Сами такие линии могут варьироваться, например, по своей толщине или же их можно предусматривать только в отдельной части изображения.
Для повышения различимости оттиска на ощупь предпочтительно использовать структурные элементы более темного тона по сравнению со степенью светлоты тона примыкающих к ним отдельных участков изображения, поскольку более темный тон одновременно означает и больший перепад рельефа по высоте, складывающийся из толщины красочного слоя и высоты полученного в результате тиснения рельефа, и за счет этого легче различим на ощупь. В принципе изобретением не исключается и возможность использования структурных элементов более светлых тонов по сравнению со степенью светлоты тона примыкающих к ним отдельных участков изображения. В этом случае такие структурные элементы более светлых тонов для повышения их различимости на ощупь не должны иметь слишком малые размеры, поскольку их рельефная структура обычно менее выражена, поэтому их сложнее различить на ощупь по сравнению с выступающие над поверхностью оттиска структурными элементами. В рассматриваемом примере часть различимых на ощупь структурных элементов различима только на ощупь, а другая их часть одновременно различима и на ощупь, и визуально. Различимый только на ощупь структурный элемент 25 "интегрирован" в первое основное квадратное поле 21. При этом и структурный элемент, и основное квадратное поле, на котором он расположен, имеют одинаковый - черный - цвет, однако структурный элемент получен путем переноса краски на основу из выгравированного в печатной форме углубления большей глубины и поэтому имеет больший перепад по высоте своего рельефа по сравнению с основным квадратным полем. На участках, занимаемых структурным элементом и основным квадратным полем, красочный слой различается своей толщиной, которая, однако, на обоих этих участках подобрана с таким расчетом, чтобы печатная краска уже не имела просвечивающих свойств, а структурный элемент и основное квадратное поле, на котором он расположен, имели тем самым одинаковый тон и были неотличимы друг от друга визуально в виде в плане. Тем не менее под острым углом зрения некоторые различимые на ощупь структурные элементы при определенных условиях могут в зависимости от их исполнения становится видимыми по отбрасываемой ими тени, даже если в виде в плане они визуально и не отличимы от окружающего их фона. В этом случае с помощью различимых на ощупь структурных элементов можно за счет придания им соответствующих очертаний отображать некоторую становящуюся видимой под острым углом зрения информацию, которая может служить дополнительным признаком подлинности. В соответствии с этим при необходимости предусмотреть в оттиске дополнительную различимую на ощупь структуру, которая не должна быть видимой, необходимо использовать структурные элементы, тон которых совпадает с тоном окружающего их фона, но которые имеют отличимый от него на ощупь рельеф.
Поскольку в случае тактильного восприятия речь идет о субъективном ощущении, минимальный перепад рельефа, начиная с которого его можно различить на ощупь, можно определить лишь весьма приблизительно. Возможность различения на ощупь рельефной структуры оттиска наряду с абсолютной высотой рельефа и индивидуальной чувствительностью пальцев зависит также от двумерной протяженности печатной структуры и от того, расположена ли ощупываемая структура обособленно или находится в рельефном окружении.
Однако в первом приближении можно основываться на следующих данных. Рельеф в полученном при металлографской печати оттиске при его высоте менее примерно 50 мкм практически не различим на ощупь. Рельефные участки высотой примерно от 50 до 60 мкм хорошо различимы на ощупь. При перепадах рельефа более 60 мкм рельеф в полученном методом металлографской печати оттиске четко различимы на ощупь.
На фиг.11а показана предлагаемая в изобретении печатная форма 30 для металлографской печати, используемая для получения показанного на фиг.11 оттиска и изображенная в разрезе плоскостью А-А по фиг.12. Каждый из выгравированных в этой печатной форме участков 31, 32, 33 и 34 соответствует при этом одному из составляющих готовый оттиск квадратных полей с интегрированным в него различимым на ощупь структурным элементом. Выгравированные в печатной форме углубления, соответствующие этим квадратным полям, и углубления, соответствующие различимым на ощупь структурным элементам, отделены друг от друга разделительными кромками 39, не доходящими до уровня поверхности печатной формы. На участке 34 дополнительно предусмотрена удерживающая краску структура, которая на чертеже показана в виде зигзагообразной линии и которая в оттиске придает поверхности квадратного поля 24 соответствующую текстуру (см. фиг.11б).
На фиг.11б в разрезе плоскостью А-А по фиг.12 показан носитель 40 данных с изображенным на фиг.11 оттиском. Бумажная основа 50 этого носителя данных имеет образовавшиеся в результате ее тиснения рельефные элементы с различной степенью выраженности, зависящей от глубины выгравированных в печатной форме углублений и толщины красочного слоя. В зоне черного основного квадратного поля 21 основа носителя данных имеет явно выраженный тисненый рельеф и покрыта в этом месте наиболее толстым слоем 41 краски. По мере удаления вправо от этого основного квадратного поля степень выраженности тисненого рельефа и толщина нанесенных на основу слоев 42, 43, 44 краски на последующих квадратных полях 22, 23, 24, каждый из которых имеет более светлый тон по сравнению с примыкающим к нему слева квадратным полем, постепенно убывает. Дополнительные различимые на ощупь структурные элементы 25, 26, 27, 28, предусмотренные на каждом из этих полей, видны на чертеже в виде бугорков различной высоты.
Необходимо учитывать, что высота рельефа, образующегося на поверхности носителя данных, не совпадает с глубиной выгравированных в печатной форме углублений. Показанный на фиг.11б рельеф поверхности изображен в идеализированном виде. Образующийся в процессе печати рельеф на поверхности основы обусловлен локальным уплотнением ее материала и нанесением на нее слоев краски определенной толщины. Общая высота рельефа отсчитывается от уровня нормальной, т.е. не запечатанной и не тисненой поверхности носителя данных. На практике же высота полученного на основе рельефа и глубина выгравированных в печатной форме углублений значительно различаются между собой. Подобные различия между высотой полученного на основе рельефа и глубиной выгравированных в печатной форме углублений обусловлены тем, что в процессе печати носитель данных, соответственно его основа, вдавливается в выгравированные в печатной форме углубления не вплоть до их дна, а также тем, что находящаяся в этих выгравированных в печатной форме углублениях печатная краска не полностью переносится на носитель данных. В соответствии с этим глубина выгравированных в печатной форме углублений, предназначенных для получения в оттиске рельефных структур, должна составлять примерно от 40 до 250 мкм, предпочтительно примерно от 55 до 150 мкм. Высота получаемых в оттиске при такой глубине выгравированных в печатной форме углублений рельефных структур составляет примерно от 5 до 100, предпочтительно от 25 до 80 мкм. Приведет ли выгравированное в печатной форме углубление, глубина которого лежит в граничном интервале значений, к образованию оттиска с более рельефной или, наоборот, более плоской поверхностью, в каждом конкретном случае зависит также от крутизны (угла подъема) стенок выгравированных в печатной форме углублений, свойств запечатываемой основы (ее прочности, пластической деформируемости) и от свойств печатной краски.
Поскольку, как было указано выше, высота рельефа готового отпечатка зависит не только от глубины гравировки печатной формы, но и от характеристик запечатываемой основы и печатной краски, в предельных случаях для получения рельефного отпечатка достаточно гравюры глубиной 40 мкм, в то время как при иных параметрах материала основы и процесса печатания для получения такого отпечатка может оказаться недостаточно и гравюры глубиной 50 мкм. Однако в любом случае предназначенные для выполнения рельефных участков отпечатка углубления печатной формы должны быть глубже углублений, предназначенных для выполнения так называемых плоских, т.е. не различимых на ощупь, участков того же отпечатка.
Пример 10
На прилагаемых чертежах 12-14 в качестве примера показаны различные варианты выполнения предлагаемой в изобретении печатной формы, а также запечатанный с ее помощью носитель данных. Очевидно, однако, что настоящее описание относится не только к показанным на чертежах конкретным вариантам осуществления изобретения, но и призвано в более общем плане пояснить основную идею последнего.
На фиг.12-14 схематично показаны фрагменты гравированной поверхности предлагаемой в изобретении печатной формы 60 для металлографской печати, пригодной для выполнения с ее помощью отпечатка, показанного на фиг.4. Выгравированное в печатной форме углубление 61 имеет весьма существенную глубину и пригодно для формирования с его помощью, например, обозначенного черным цветом участка отпечатка. В непосредственной близости от этого углубления 61 расположено отделенное от последнего разделительной кромкой 39 гравированное углубление 62 меньшей глубины, пригодное для формирования с его помощью, например, светло-серого участка отпечатка. Рядом со светло-серым отдельным участком отпечатка предусмотрен средне-серый отдельный участок, которому соответствует выгравированное в печатной форме углубление 63. Следующий темно-серый участок отпечатка соответствует предусмотренному в печатной форме широкому и глубокому гравированному углублению 64. Гравюра заканчивается расположенным после участка 65, пригодного для выполнения с его помощью средне-серого участка отпечатка, участком 66, пригодным для выполнения светло-серого участка отпечатка. Все образующие гравюру углубленные участки 61-66 отделены друг от друга разделительными кромками 39. Печатная форма, показанная на фиг.13, соответствует показанной на фиг.12 с тем отличием, что широкий участок 66 имеет дополнительную удерживающую краску структуру, которая на фиг.14 обозначена зигзагообразным рельефам дна этого участка 66.
Носитель 70 данных, который мог бы быть запечатан при помощи таких печатных форм, показан в разрезе на фиг.14. Его основа 50, в данном случае эмиссионная бумага, запечатана с использованием полупрозрачной краски методом металлографской печати, и претерпела в процессе печатания соответствующую деформацию. Как было описано выше, при помощи глубоких гравированных участков печатной формы выполняют имеющие большую высоту рельефа тисненые участки отпечатка, запечатанные толстым красочным слоем, в то время как при помощи менее глубоких гравированных участков формы, обеспечивающих меньшую деформацию носителя данных, в последнем выполняют менее рельефные участки, красочный слой которых имеет меньшую толщину. Участок, обозначенный на фиг.12 позицией 61, соответствует участку, обозначенному на фиг.14 позицией 71. Хорошо различимы выраженный рельеф и толстый красочный слой. Расположенное справа от данного участка углубление 79 выполнено разделительной кромкой 39. Светло-серый запечатанный участок 72 с более тонким, чем у участка 71, красочным слоем, бесшовно примыкает к черному участку 71 отпечатка, несмотря на разделительную кромку. Производящие впечатление средне-серых участки 73 и 75 имеют сравнительно более толстый красочный слой и более рельефное тиснение. Имеющий существенно более рельефное тиснение и покрытый более толстым красочным слоем участок 74 отпечатка производит впечатление темно-серого. Имеющий лишь слабо выраженное тиснение и покрытый тонким красочным слоем участок 76 производит на отпечатке впечатление светло-серого. На показанном на чертеже участке поверхность отпечатка имеет выраженную рельефную структуру, обусловленную как наличием тисненого рельефа, так и толщиной красочных слоев. Эта рельефная структура легко различима на ощупь даже неспециалистам и представляет собой пригодный для однозначного контроля защитный критерий.
Изобретение относится к применению печатной формы для печати сюжета в трехмерном представлении. На гравированной поверхности печатной формы имеются непосредственно примыкающие друг к другу отдельные участки по меньшей мере с тремя различными значениями глубины гравировки. Печатная форма применяется для печати методом металлографской печати полутонового изображения, изображающего сюжет в трехмерном представлении с использованием игры света и тени и/или пластических эффектов. Предложенная печатная форма обеспечивает получение хорошо различимого трехмерного сюжета, который трудновоспроизводим печатными методами. 12 з.п. ф-лы, 26 ил.
| СПОСОБ РАБОТЫ ТЕПЛОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ | 2007 |
|
RU2345227C1 |
| WO 9748555 A1, 24.12.1997 | |||
| DE 19845436 А1, 06.04.2000. | |||
