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凹版印刷装置及生产这种装置的方法

申请号 CN201780035289.2 申请日 2017-06-22 公开(公告)号 CN109311306A 公开(公告)日 2019-02-05
申请人 CCL证券私人有限公司; 发明人 卡尔洛·伊万·约利克;
摘要 一种使用易于 羽化 的凹版印刷工艺在装置上印刷不连续图像的方法,该装置包括:基材,和与基材的至少一部分重叠的图像层,该图像层包括不连续图像,该不连续图像在印刷过程中具有至少一个前缘,该方法包括:在邻近前缘的图像层的延伸边缘区域中印刷多个防羽化元件,在不连续图像的前缘之前印刷防羽化元件,防羽化元件和不连续图像以相同的旋转动作印刷,其中多个防羽化元件对肉眼难以辨别。
权利要求

1.一种使用易于羽化的凹版印刷工艺在装置上印刷不连续图像的方法,所述装置包括:
基材,和
与所述基材的至少一部分重叠的图像层,所述图像层包括所述不连续图像,所述不连续图像在印刷期间具有至少一个前缘,
所述方法包括:
在邻近所述前缘的所述图像层的延伸边缘区域中印刷多个防羽化元件,在所述不连续图像的所述前缘之前印刷所述防羽化元件,以相同的旋转动作印刷所述防羽化元件和所述不连续图像,
其中多个所述防羽化元件肉眼难以辨别。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述不连续图像在印刷期间具有多个前缘,所述方法进一步包括:
在每个所述延伸边缘区域中印刷多个所述防羽化元件,每个所述延伸边缘区域与所述前缘中的不同的一个相邻,在所述不连续图像的相邻前缘之前印刷每个所述延伸边缘区域中的所述防羽化元件。
3.根据权利要求2所述的方法,其中所述多个前缘中的一个或多个在所述不连续图像内。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述防羽化元件具有至少一个小于
200微米的尺寸。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中多个所述防羽化元件各自具有至少一个小于100微米的尺寸。
6.根据权利要求5所述的方法,其中多个所述防羽化元件各自具有至少一个在30至50微米之间的尺寸。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中多个所述防羽化元件的所有尺寸都小于100微米。
8.根据权利要求7所述的方法,其中多个所述防羽化元件的所有尺寸都在30至50微米之间。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述防羽化元件覆盖每个延伸边缘区域的多达15%。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述防羽化元件是点或其他缩短的形状。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述防羽化元件是线或其他细长形状。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述防羽化元件以几何组布置。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述装置进一步包括与所述基材的至少一部分重叠的第一不透明层,所述第一不透明层具有显示所述不连续图像的窗口,所述方法进一步包括:
以相同的旋转印刷动作印刷所述图像层和所述第一不透明层,所述图像层和所述第一不透明层由相同的印刷材料形成在所述基材的第一侧上。
14.根据权利要求1至12中任一项所述的方法,其中所述装置进一步包括与所述基材的至少一部分重叠的第一不透明层,所述方法进一步包括:
以单独的旋转印刷动作印刷所述图像层和所述第一不透明层,所述图像层和所述第一不透明层由不同的印刷材料形成在所述基材的第一侧上。
15.根据权利要求13或14中任一项所述的方法,其中所述图像层和所述第一不透明层位于不同的平面中。
16.根据权利要求13或14中任一项所述的方法,其中所述图像层和所述第一不透明层是共面的。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法,其中所述图像层和所述第一不透明层由不同颜色的印刷材料形成。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的方法,其中所述第一不透明层包括显示所述不连续图像的窗口。
19.根据权利要求18所述的方法,进一步包括:
在所述图像层和所述第一不透明层上印刷第二无窗口不透明层,使得当通过所述基材观察时,所述不连续图像仅在所述窗口中可见。
20.根据权利要求1所述的方法,其中所述不连续图像包括多个图像元件,所述方法进一步包括:
在所述基材中或所述基材上形成聚焦元件,所述聚焦元件使所述图像元件被采样,以便于投影能由用户从至少第一视观察到的图像,
其中
每个所述延伸边缘区域中的多个所述防羽化元件包括由所述聚焦元件采样时为使莫尔放大效应最小化而选择的设计参数。
21.根据权利要求20所述的方法,其中所述防羽化元件布置在随机位置
22.根据权利要求20所述的方法,其中
所述聚焦元件是几何透镜阵列,并且
所述防羽化元件以几何图案排列,选择所述防羽化元件的周期和所述透镜的周期以及所述防羽化元件的图案和所述透镜的图案的相对角度,使得相应的莫尔条纹的周期对于肉眼难以辨别。
23.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述装置是用于产生光学效果的微光学装置,并且所述基材是透明或半透明的。
24.一种包括使用易于羽化的凹版印刷工艺印刷的不连续图像的装置,所述装置包括:
基材,和
与所述基材的至少一部分重叠的图像层,所述图像层包括不连续图像,所述不连续图像在印刷期间具有至少一个前缘,
所述方法包括:
在邻近所述前缘的所述图像层的延伸边缘区域中印刷多个防羽化元件,在所述不连续图像的所述前缘之前印刷所述防羽化元件,以相同的旋转动作印刷所述防羽化元件和所述不连续图像,
其中多个所述防羽化元件肉眼难以辨别。
25.根据权利要求24所述的装置,其中所述不连续图像在印刷期间具有多个前缘,所述装置进一步包括:
在每个所述延伸边缘区域中印刷多个所述防羽化元件,每个所述延伸边缘区域都与所述前缘中的不同的一个相邻。
26.根据权利要求25所述的装置,其中所述多个前缘中的一个或多个位于所述不连续图像内。
27.根据权利要求24至26中任一项所述的装置,其中所述防羽化元件具有至少一个小于200微米的尺寸。
28.根据权利要求24至27中任一项所述的装置,其中多个所述防羽化元件各自具有至少一个小于100微米的尺寸。
29.根据权利要求28所述的装置,其中多个所述防羽化元件各自具有至少一个在30至
50微米之间的尺寸。
30.根据权利要求24至26中任一项所述的装置,其中多个所述防羽化元件的所有尺寸都小于100微米。
31.根据权利要求30所述的装置,其中多个所述防羽化元件的所有尺寸都在30至50微米之间。
32.根据权利要求24至31中任一项所述的装置,其中所述防羽化元件覆盖每个所述延伸边缘区域的多达15%。
33.根据权利要求24至32中任一项所述的装置,其中所述防羽化元件是点或其他缩短的形状。
34.根据权利要求24至33中任一项所述的装置,其中所述防羽化元件是线或其他细长形状。
35.根据权利要求24至34中任一项所述的装置,其中所述防羽化元件以几何组布置。
36.根据权利要求24至35中任一项所述的装置,其中所述装置进一步包括与所述基材的至少一部分重叠的第一不透明层,所述第一不透明层具有显示所述不连续图像的窗口,其中所述图像层和所述第一不透明层以相同的旋转印刷动作由相同的印刷材料形成在所述基材的第一侧上。
37.根据权利要求24至35中任一项所述的装置,其中所述装置进一步包括与所述基材的至少一部分重叠的第一不透明层,其中所述图像层和所述第一不透明层以单独的旋转印刷动作由不同的印刷材料形成在所述基材的第一侧上。
38.根据权利要求36或37中任一项所述的装置,其中所述图像层和所述第一不透明层位于不同的平面中。
39.根据权利要求36或37中任一项所述的装置,其中所述图像层和所述第一不透明层是共面的。
40.根据权利要求37至39中任一项所述的装置,其中所述图像层和所述第一不透明层由不同颜色的印刷材料形成。
41.根据权利要求37至40中任一项所述的装置,其中所述第一不透明层包括显示所述不连续图像的窗口。
42.根据权利要求41所述的装置,进一步包括:
印刷在所述图像层和所述第一不透明层上的第二无窗口不透明层,使得当通过所述基材观察时,所述不连续图像仅在所述窗口中可见。
43.根据权利要求24所述的装置,其中所述不连续图像包括多个图像元件,所述装置进一步包括:
在所述基材中或所述基材上形成聚焦元件,所述聚焦元件使所述图像元件被采样,以便于投影能由用户从至少第一视角观察到的图像,
其中
每个所述延伸边缘区域中的多个所述防羽化元件包括由所述聚焦元件采样时为使莫尔放大效应最小化而选择的设计参数。
44.根据权利要求43所述的装置,其中所述防羽化元件布置在随机位置。
45.根据权利要求43所述的装置,其中
所述聚焦元件是几何透镜阵列,并且
所述防羽化元件以几何图案排列,选择所述防羽化元件的周期和所述透镜的周期以及所述防羽化元件的图案和所述透镜的图案的相对角度,使得相应的莫尔条纹的周期对于肉眼难以辨别。
46.根据权利要求25至45中任一项所述的装置,其中所述装置是用于产生光学效果的微光学装置,并且所述基材是透明或半透明的。
47.一种包括根据权利要求24至46中任一项所述的装置的安全文件

说明书全文

凹版印刷装置及生产这种装置的方法

技术领域

[0001] 本发明一般涉及凹版印刷装置及生产这种装置的方法。本发明适用于使用易于羽化的凹版印刷工艺在微光学装置上印刷不连续图像,例如用于制造钞票和类似安全文件的微光学装置。结合该示例性但非限制性的申请描述本发明将是方便的。

背景技术

[0002] 众所周知,世界上许多钞票以及其它安全文件都带有微光学装置,该微光学装置产生能够实现钞票的视觉验证的光学效果。这些微光学装置中的一些包括聚焦元件,诸如微透镜,用于采样图像元件并投影用户可观察到以用于验证目的的图像。其他图像元件可以合并到钞票设计中以帮助验证钞票。
[0003] 在使用旋转印刷工艺(例如凹版印刷)生产钞票期间,可以将这些图像元件印刷到表面上。然而,这些印刷图像元件的部分可能遭受称为“羽化”的失真。
[0004] 羽化可能由许多因素导致。例如,来自印刷滚筒的一些油墨在施涂到印刷表面(例如纸或聚合物表面)之前干燥超过预期。羽化也可能由旨在填充油墨的压痕引起,例如要被施涂在未按预期填充油墨的印刷表面上的图像的前缘(首先印刷在印刷表面上的边缘)上的凹版印刷单元。另一个可能的原因是前缘上的压痕没有按预期将包含在单元内的油墨转移到印刷表面上。再者,这可能是凹版印刷过程中凹版印刷单元的问题。通常,导致图像边缘看起来参差不齐或有羽化的任何失真,因此不如预期定义明确,可以被描述为“羽化”效果。羽化效果通常与图像的前缘相关联。
[0005] 期望提供一种微光学装置和/或制造微光学装置的方法,该装置使羽化的效果最小化。
[0006] 还期望提供一种微光学装置和/或制造微光学装置的方法,该装置改善或克服已知微光学装置的一个或多个缺点或不便。

发明内容

[0007] 本发明的一个方面提供了一种使用易于羽化的凹版印刷工艺在装置上印刷不连续图像的方法,该装置包括:
[0008] 基材,和
[0009] 与基材的至少一部分重叠的图像层,该图像层包括不连续图像,该不连续图像在印刷期间具有至少一个前缘,
[0010] 该方法包括:
[0011] 在邻近前缘的图像层的延伸边缘区域中印刷多个防羽化元件,
[0012] 其中多个防羽化元件肉眼难以辨别。
[0013] 在一个或多个实施例中,不连续图像在印刷期间具有多个前缘。在这种情况下,该方法可以进一步包括在每个延伸边缘区域中印刷多个防羽化元件。每个延伸边缘区域相邻于前缘中不同的一个,在不连续图像的相邻前缘之前印刷每个延伸边缘区域中的防羽化元件。
[0014] 在一个或多个实施例中,多个前缘中的一个或多个可以在不连续图像内。
[0015] 为了使多个防羽化元件对肉眼难以辨别,在一个或多个实施例中,防羽化元件可以具有至少一个小于200微米的尺寸。
[0016] 在一个或多个实施方案中,多个防羽化元件各自具有至少一个小于100微米,优选地在30和50微米之间的尺寸。例如,防羽化元件可以是线或其他细长形状。
[0017] 在一个或多个其他实施例中,多个防羽化元件的所有尺寸可以都小于100微米,并且优选地在30和50微米之间。例如,防羽化元件可以是点或其他缩短的形状。
[0018] 在一个或多个实施例中,延伸边缘区域中的防羽化元件的印刷密度可以使得防羽化元件高达每个延伸边缘区域的15%。
[0019] 在一个或多个实施例中,防羽化元件可以布置成几何组。例如,矩形、六边形或类似的防羽化元件图案。
[0020] 在一个或多个实施方案中,该装置进一步包括与基材的至少一部分重叠的第一不透明层。第一不透明层具有显示不连续图像的窗口。在这些实施例中,该方法可以进一步包括以相同的旋转印刷动作印刷图像层和第一不透明层,例如,使用相同的凹印滚筒。图像层和第一不透明层由相同的印刷材料形成在基材的第一侧上。
[0021] 可替代的,微光学装置可以进一步包括与基材的至少一部分重叠的第一不透明层,并且该方法可以进一步包括以单独的旋转印刷动作印刷图像层和第一不透明层。图像层和第一不透明层由不同的印刷材料形成在基材的第一侧上。
[0022] 在一个或多个实施例中,图像层和第一不透明层可以在不同的平面中。然而在其他实施例中,图像层和第一不透明层可以是共面的。
[0023] 图像层和第一不透明层可以由不同颜色的印刷材料形成。
[0024] 在一个或多个实施例中,第一不透明层可以包括显示不连续图像的窗口。
[0025] 在一些实施例中,该方法可以进一步包括在图像层和第一不透明层上印刷第二无窗口不透明层,使得当通过基材观察时,不连续图像仅在窗口中可见。在这种情况下,第二无窗口不透明层可以是基本上不透明的,以允许可忽略的可见光透射。如果第二无窗口不透明层不够透明,则可以通过在第二无窗口不透明层的顶部添加另外的不透明层来增加不透明度。
[0026] 该方法可以进一步包括在基材中或基材上形成聚焦元件。聚焦元件使得图像元件被采样以便投影可由用户至少从第一视观察到的图像,其中每个延伸边缘区域中的多个防羽化元件包括当通过聚焦元件采样时为使莫尔放大效应最小化而选择的设计参数。
[0027] 在一个或多个实施例中,防羽化元件布置在随机位置
[0028] 在其他实施例中,聚焦元件可以是几何透镜阵列,并且防羽化元件可以以几何图案布置。选择防羽化元件的周期和透镜的周期以及防羽化元件图案和透镜图案的相对角度,使得相应的莫尔条纹的周期对于肉眼难以辨别。
[0029] 在一个或多个实施方案中,该装置是用于产生光学效果的微光学装置,并且该基材是透明或半透明的。
[0030] 本发明的另一方面提供了一种包括使用易于羽化的凹版印刷工艺印刷的不连续图像的装置,该装置包括:
[0031] 基材,和
[0032] 与基材的至少一部分重叠的图像层,该图像层包括不连续图像,该不连续图像在印刷期间具有至少一个前缘,
[0033] 该方法包括:
[0034] 在邻近前缘的图像层的延伸边缘区域中印刷多个防羽化元件,
[0035] 其中多个防羽化元件肉眼难以辨别。
[0036] 本发明的又一方面提供了一种包括如上所述装置的安全文件。
[0037] 定义
[0038] 安全文件或辅币
[0039] 如本文中所使用的,术语“安全文件和辅币”包括所有类型的文件和有价辅币以及识别文件,包括但不限于以下:诸如钞票和硬币的货币物品、信用卡、支票、护照、身份证、证券和股票、驾驶执照、权利证书、诸如机票和火车票的旅行文件、卡和门票、出生、死亡和结婚证书,以及成绩单。
[0040] 本发明特别但不排他地适用于安全装置,用于验证物品、文件或辅币(诸如钞票),或识别文件(诸如身份证或护照,由施加了一层或多层印刷的基材形成)。
[0041] 更广泛地,本发明可应用于微光学装置,在各种实施例中,该微光学装置适用于衣服、护肤品、文件、印刷品、制成品、商品销售系统、包装、售点展台设计、出版物、广告装置、体育用品、安全文件和辅币、财务文件和交易卡以及其它商品的视觉增强。
[0042] 安全装置或特征
[0043] 如本文所使用的,术语“安全装置或特征”包括旨在保护安全文件或辅币免于伪造、复制、更改或篡改的大量安全装置、元件或特征中的任何一个。安全装置或特征可以设置在安全文件的基材中或基材上,或者设置在施加到基础基材的一个或多个层中或层上,并且可以采用多种形式,诸如嵌入安全文件的层中的安全线;安全油墨,诸如荧光油墨、发光油墨或磷光油墨、金属油墨、彩虹色油墨、光致变色油墨、热致变色油墨、变色油墨或去色油墨;印刷或压印特征,包括释放结构;干扰层;液晶装置;透镜和透镜状结构;光学可变装置(OVDs),诸如衍射装置,包括衍射梯度、全息图和衍射光学元件(DOEs)。
[0044] 基材
[0045] 如本文所使用的,术语“基材”是指形成安全文件或辅币的基础材料。基础材料可以是纸或其它纤维材料,诸如纤维素;塑料或聚合物材料,包括但不限于聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、双轴取向聚丙烯(BOPP);或两种或更多种材料(诸如纸和至少一种塑料材料的层压件)的复合材料,或两种或更多种聚合材料的复合材料。
[0046] 透明窗口和半窗
[0047] 如本文所使用的,术语“窗口”是指与印刷施加到的不透明区域相比安全文件中的透明或半透明区域。窗口可以是完全透明的,以便允许光的透射基本上不受影响,或者它可以是部分透明或半透明的,部分地允许光的透射但是不允许通过窗口区域清楚地看到物体。
[0048] 窗口区域可以通过省略形成窗口区域的区域中的至少一个不透明层而形成在聚合物安全文件中,该安全文件具有至少一层透明聚合物材料和一个或多个不透明层,该不透明层施加到透明聚合物基材的至少一侧。如果将不透明层施加到透明基材的两侧,则可以通过省略窗口区域中透明基材两侧上的不透明层来形成完全透明的窗口。
[0049] 下文中称为“半窗”的部分透明或半透明区域通过省略仅在窗口区域中安全文件的一侧上的不透明层可以在两侧上具有不透明层的聚合物安全文件中形成,使得“半窗”不是完全透明但允许阳光穿过而不允许通过半窗清楚地看到物体。
[0050] 可替代地,基材可以由基本上不透明的材料(诸如纸或纤维材料)形成,而没有透明塑料材料的插入物插入切口或凹入纸或纤维基材中以形成透明窗口或半透明半窗区域。
[0051] 不透明层
[0052] 可以将一个或多个不透明层施加到透明基材以增加安全文件的不透明度。不透明层使得LT粘合剂或载体内的颜料,诸如二。可替代地,透明塑料材料的基材可以夹在不透明的纸层或标记随后可以被印刷或以其它方式施加到的其它部分地或基本上不透明的材料之间。
[0053] 聚焦元件
[0054] 可以将一个或多个聚焦元件施加到安全装置的基材。如本文所使用的,术语“聚焦元件”是指将光聚焦到或使光在实际或虚拟焦点处发散或相长干涉的装置。聚焦元件包括折射透镜,其将入射光聚焦到真实焦平面中的真实焦点或虚拟焦平面中的虚拟焦点,并且还将从焦平面中的任何点散射的光准直到特定方向。聚焦元件还包括具有虚焦点的凸反射元件,在该虚焦点处进入的基本上准直的光看起来偏离该单个虚焦点。聚焦元件还包括透射或反射衍射透镜,区域板等,其使透射或反射的衍射光在期望的真实或虚拟焦点处相长干涉。附图说明
[0055] 现在将仅参考附图以示例的方式描述本发明的优选实施例,在附图中:
[0056] 图1是用于在线制造安全文件的一部分的设备的一个实施例的示意图;
[0057] 图2是由图1的设备制造的部分制造的安全文件的剖视侧视图;
[0058] 图3是显示形成图2所示的部分制造的安全文件的印刷层的一部分的不连续图像的平面图;
[0059] 图4和图5描绘了包括图像元件的不连续图像,该图像元件旨在由形成图2中所示的部分制造的安全装置的一部分的聚焦元件采样,分别没有和有在不连续图像的一个或多个延伸边缘区域中印刷的防羽化元件;
[0060] 图6和7描绘了示例性的不连续图像,其包括旨在由形成图2中所示的部分制造的安全文件的一部分的聚焦元件采样的图像元件,以及在一个或多个延伸边缘区域中印刷的防羽化元件,以及包括窗口部分的不透明层,通过该窗口部分可以对图像元件进行采样;
[0061] 图8至10描绘了制造安全装置的三个步骤,其中包括在不连续图像的一个或多个延伸边缘区域中提供的多个图像元件和防羽化元件的不连续图像在两个不透明层之间形成,不透明层的其中一个包括窗口元件;
[0062] 图11是图8至10所示三个步骤的结果的描绘;
[0063] 图12是图11所示最终结果的变型,其中窗口元件和形成不连续图像的图像元件的尺寸完全匹配;以及
[0064] 图13和14是用于图2所示安全文件的微光学装置的两个实施例的分解图。

具体实施方式

[0065] 图1示出了用于在线制造图2中描述的示例性文件12的一部分的示例性设备10。诸如聚丙烯或PET的半透明或透明材料的连续卷材14在包括辊组件的第一处理工位16处经受粘合促进过程。合适的粘合促进过程包括火焰处理、电晕放电处理、等离子体处理等。
[0066] 在包括辊组件的第二处理工位20处施涂粘合促进层。合适的粘合促进层是一种特别适用于促进UV可固化涂层与聚合物表面粘合的层。粘合促进层可以具有UV固化层、基于溶剂的层、水基层或这些的任何组合。
[0067] 在还包括辊组件的第三处理工位22处,将辐射敏感涂层施涂到粘合促进层的表面。可以经由柔性版印刷、凹版印刷或丝网印刷过程和其它印刷过程的其变化施涂辐射敏感涂层。
[0068] 辐射敏感涂层仅施涂到第一表面26上的安全元件区域24,在第一表面26上将定位包括透镜元件的周期性阵列的结构28。安全元件区域24可以采用条带、简单几何形状形式的离散补片或更复杂的图形设计的形式。
[0069] 虽然辐射敏感涂层仍然是至少部分地是液体,但是在第四处理工位30处处理它以形成结构28。在一个实施例中,处理工位30包括用于以UV可固化油墨的形式将安全元件结构(诸如结构28)压印到辐射敏感涂层中的压印辊32。圆柱形压印表面34具有与要形成的结构28的形状对应的表面浮雕结构。在一个实施例中,表面浮雕结构可以使透镜元件阵列取向在机器方向中,横向于机器方向,或者在与机器方向成一定角度的多个方向中。设备10可以形成各种形状的微透镜。
[0070] 压印辊32的圆柱形压印表面34可以具有表面浮雕结构的重复图案,或者浮雕结构构造可以定位成与基材36上的安全元件区域24的形状相对应的单独形状。压印辊32可以具有通过适当横截面的金刚石触针,或者通过直接激光雕刻,或通过化学蚀刻形成的表面浮雕结构,或者表面浮雕结构可以由设置在压印辊32上的至少一个压印垫片37提供。至少一个压印垫片可以经由胶带、磁带、夹具或其它适当的安装技术附接。
[0071] 通过处理工位30处的辊38使基材上的UV可固化油墨与压印辊32的圆柱形压印表面34紧密接触,使得液体UV可固化油墨流入圆柱形压印表面34的表面浮雕结构中。在该阶段,UV可固化油墨暴露于UV辐射中,例如通过基材层36的透射。
[0072] 在将安全元件结构28施加到文件基材36的情况下,在包括另外的辊组件40和42的下游处理工位处施涂一个或多个附加层。附加层可以是透明或着色的涂层并且作为部分涂层、作为连续涂层或二者的调节来施涂。在一个优选方法中,附加层是不透明层,除了在安全元件结构的区域之外,该不透明层被施涂到基材36的一个或两个表面上。
[0073] 图2示出部分制造的安全文件,其形成有以透镜元件阵列形式的压印安全元件结构28。这些安全文件包括聚合物材料(优选地为具有第一表面26和第二表面44的轴向取向聚丙烯(BOPP))的透明基材。除了其中安全元件结构28施加到第一表面26的窗口区域52之外,将不透明层46、48和50施加到第一表面26。
[0074] 除了窗口区域58之外,将不透明层54和56施加到第二表面44。窗口区域58基本上与第一表面26上的窗口区域52重合。印刷层60可以在窗口区域58中的基材的相对侧上施加到第二表面44。
[0075] 图3描述了在下游处理工位处的部分处理卷材14的一部分70,其包括辊组件40和42。辊组件40和/或42用于施涂包括示例性连续图像72和不连续图像74至84的图像层。连续图像72包括印刷在部分处理卷材的一侧上的连续条纹。不连续图像74至82由实心盘74至82组成,以及沿着卷材的与条带72相对的一侧印刷的连续条带84,并且包括条带84中的图像间隙86至90。在该示例中,图像72至84是沿箭头92指示的方向凹版印刷的。然而,应当理解,在其他实施例中,可以使用诸如胶印和柔性版印刷的其他旋转印刷工艺来印刷连续和不连续的图像。
[0076] 在图3中可以看出,不连续图像76至82和由印刷条纹84中的间隙86至90的存在而产生的不连续图像都包括在印刷期间的前缘(由虚线表示)。在这种情况下,前缘是在凹版旋转印刷过程中首先印刷的不连续图像的一部分。在传统的凹版印刷工艺中,由于前面解释的原因,沿着所描绘的不连续图像的前导图像可能发生羽化。为了解决这个问题,可以在邻近每个前缘的延伸边缘区域中印刷防羽化元件,其中在不连续图像的前缘之前印刷防羽化元件。
[0077] 在图3所示的示例中,示出了与不连续图像80的前缘96相邻的延伸区域94。由印刷条带84中的间隙86至88形成的不连续图像还包括标记为98至102的前缘。在该示例中,延伸边缘区域104、106和108(对应于间隙86至90)分别与前缘98至102相邻。
[0078] 印刷在每个延伸边缘区域94、104、106和108中的防羽化元件对于肉眼来说是难以辨别的。以这种方式,将羽化从不连续图像80和84中移除到延伸边缘区域中。延伸边缘区域94具有前缘,因此沿其前缘将发生羽化。延伸边缘区域104、106和108没有前缘,因此它们没有羽化。然而,由于防羽化元件不能用肉眼轻易辨别,因此观察者不能轻易地察觉到延伸边缘区域94的前缘上的羽化。
[0079] 防羽化元件通常可以是点、六边形或其他规则或不规则的非细长(缩短)形状,其具有诸如尺寸、印刷密度和颜色或色调之类的参数,这些参数被选择为使得防羽化元件对于肉眼是难以辨别的。在一个实施例中,防羽化元件可以是具有大约30微米直径并且充分间隔开的印刷点,使得点至少覆盖延伸边缘区域的15%。
[0080] 应当理解,防羽化元件可以被印刷以覆盖多于邻近每个不连续图像的前缘的延伸边缘区域,并且可以覆盖与所讨论的钞票或安全文件的整个区域一样大的区域。“网格”或防羽化元件阵列甚至可以围绕凹版滚筒圆周一直延伸,或者甚至可以填充钞票或其他安全文件的窗口或半窗口区域。防羽化元件阵列甚至可以重叠或覆盖钞票或携带微光学效果图像的其他安全文件的区域。如果防羽化元件阵列在机器方向上是连续的并且优选地围绕凹版滚筒圆周连续,则这意味着在连续阵列区域中的任何地方都不会出现羽化,因为在该区域内将产生均匀的色调或颜色。
[0081] 在点、六边形或其他缩短的规则或不规则形状的情况下,其他尺寸(宽度、幅度)优选地小于100微米,并且甚至更优选在30和50微米之间。点应该充分地间隔开,以便用肉眼不容易观察到它们。例如,已经发现80至100微米的平均间隔适用于钞票或类似的安全文件。优选地,防羽化元件覆盖被印刷的每个区域的多达15%。
[0082] 在其他实施例中,可以使用除点、六边形或其他缩短形状之外的图案或几何形状。例如,可以使用以规则或不规则网格排列的线条图案,条件是用线条印刷覆盖的基材区域的比例足够低。以这种方式,在延伸边缘区域的区域中基材的感知颜色的任何变化足够小,以使防羽化元件对于肉眼难以辨别。在防羽化元件是线或其他细长形状的情况下,优选的是,防羽化元件具有至少一个小于100微米的尺寸,并且更优选地具有至少一个在30和50微米之间的尺寸。
[0083] 更一般地,可以选择防羽化元件的参数,例如尺寸、形状、图案类型、图案间距,使得防羽化元件仅在基材中提供微小的颜色变化——优选地,其一是肉眼难以辨别的。在一些实施例中,可以使用粗大间隔并且具有至多一个尺寸达到200微的“大”防羽化元件。
[0084] 在各种实施例中,防羽化元件可以布置成几何组。例如,以规则或不规则的线性、矩形或六边形网格排列的线或点的图案。
[0085] 点,线或其他防羽化元件可以是固定尺寸或可变尺寸,或者是固定形状或可变形状,并且可以定位在规则或不规则阵列上或者在其中引入了一些随机元件的布置中。
[0086] 图3中所示的不连续图像可以通过安全文件的窗口或半窗口特征可见,或者可以形成到钞票上其他地方找到的印刷设计的一部分。在这种情况下,不连续图像可以仅供肉眼观看。然而,在其他实施例中,不连续图像可以包括多个图像元件并且旨在形成安全装置的一部分,其中双凸透镜或其他聚焦元件使得图像元件被采样以便投影可由用户至少从第一视角可观察到的图像。在这种情况下,本发明要解决的羽化效果更加突出。
[0087] 图4描绘了两个不连续图像120和122,旨在通过在透明或半透明基材的相对侧上形成的一维双凸透镜阵列进行采样。不连续图像120和122是两交错双凸透镜翻转图像(当视角改变时,微光学放大图像从字母“A”翻转到数字“5”)并且当凹版辊组件沿箭头124所示的方向旋转时连续印刷。由于钞票基材是如此薄(例如,与诸如透镜状明信片的传统的双凸透镜图像产品相比),所以钞票透镜图像的最小印刷特征尺寸相应地非常小。这与在从一个不连续图像到下一个不连续图像的方向124上的未印刷图像距离非常大的事实一起意味着很可能发生羽化效果并且用户从至少第一视角可以观察到的受影响图像的质量将分别沿着不连续图像120和122的前缘126和128受到损害。
[0088] 然而,如图5所示,在分别与前缘相邻的延伸边缘区域130和132中印刷防羽化元件到不连续图像120和122,通过分别将羽化移位到延伸边缘区域130和132的前缘134和136来解决图像劣化。由于防羽化元件对于肉眼是难以辨别的,因此保持了不连续图像120和122的图像质量。
[0089] 在图6所示的另一实施例中,不连续图像120和122被印刷在钞票的窗口中。因此,除了包括印刷的不连续图像120和122以便与下面的基材的至少一部分重叠的图像层之外,钞票还包括与基材的至少一部分重叠的不透明层。在该示例中,不透明层包括窗口142和144,从而显示不连续图像120和122。
[0090] 在该示例中,防羽化元件不仅印刷在与不连续图像120和122的外部到前缘相邻的延伸边缘区域中,而且还印刷在不连续图像120和122的整个周边附近。防羽化元件以与钞票的不透明涂层相同的颜色印刷。在图6所示的示例中,防羽化元件连接设计的所有部分,否则这些部分将在箭头124指示的方向上不连续。在该实施例中,可以使用与用于印刷不透明层140的相同颜色和相同的凹版滚筒来印刷防羽化元件和不连续图像。
[0091] 图7描绘了图6中所示实施例的变体。在该示例中,防羽化元件不仅印刷在与不连续图像120和122的外部处的前缘相邻的延伸边缘区域中,而且还印刷在不连续图像120和122的外部边界内找到的前缘中。这些“内部”前缘在图7描绘的示例中的不连续图像120和
122的内部间隙或空区域中找到。在不在这些空的区域或间隙中印刷防羽化元件的情况下,当凹版辊组件沿方向124印刷邻近这些空区域或间隙的前缘时,可能发生羽化效果。以这种方式,每个不连续图像在印刷期间都可以具有多个前缘,并且防羽化元件可以印刷在与各个前缘相邻的每个延伸边缘区域中,特别是在不连续图像内。
[0092] 同样,防羽化元件和不连续图像以相同的颜色印刷并且使用与用于印刷不透明层140的相同的滚筒。然而,在其他实施例中,防羽化元件和不连续图像可以以不同的颜色和/或使用与用于印刷不透明层的滚筒不同的滚筒印刷。例如,不透明层可以使用白色油墨印刷,而不连续图像和防羽化元件可以从相同的圆柱体以红色印刷。
[0093] 在不连续图像包括多个图像元件的实施例中,所述多个图像元件旨在由双凸透镜阵列或其他聚焦元件采样以投影用户从一个或多个视角可观察到的图像,每个延伸边缘区域中的防羽化元件可以包括选择的设计参数,以便在由聚焦元件采样时使莫尔放大效应最小化。例如,可以将随机位置引入防羽化元件的图案中,使得图案不具有与透镜阵列的频率相互作用以产生莫尔条纹的主频率。各种合适的抖动算法已知,其避免在对防羽化元件进行采样时产生莫尔伪影。例如,可以使用产生半色调抖动的已知算法,诸如报纸中使用的那些,以确保在防羽化元件图案中不存在可能与透镜图案频率相互作用以产生这种莫尔伪影的频率。
[0094] 当防羽化元件布置在网格中并由透镜采样时,可以选择其他设计参数以使莫尔放大效应最小化,包括确保防羽化元件和透镜元件的周期以及网格图案的角度,其中布置防羽化元件以及双凸透镜元件延伸的方向,使得相应的莫尔条纹的周期对于肉眼来说是难以辨别的。这些参数可以通过实验或通过使用标准莫尔放大方程来确定,该方程允许针对透镜元件和防羽化元件的给定输入频率以及两者之间的给定相对角度计算所得莫尔图案的周期。这些方程式可从Isaac Amidror的题为“莫尔现象的理论”的系列丛书中获知。优选地,应该选择透镜元件的周期和布置防羽化元件的图案以及两者之间的相对角度,使得所得到的莫尔条纹半周期(i)大于纸币上防羽化元件网格的尺寸的最大值,或(ii)小于肉眼可以容易辨别的尺寸(例如小于100微米)。这种用于避免莫尔伪影的方法不限于一维透镜阵列。它还可以应用于包括六边形和矩形填充透镜阵列的二维透镜阵列。
[0095] 图8至10描绘了制造上述实施例的替代实施例的三个步骤,图11描绘了该替代实施例的最终结果。在该替代实施例中,首先在基材的与形成聚焦元件相对的一侧上印刷与基材的至少一部分重叠的不透明层150。从图8中可以看出,不透明层150包括用于显示如上所述的不连续图像的窗口152。不透明层150通常可以以浅色印刷,例如白色。
[0096] 如图9所示,不连续图像154和周围的防羽化元件156可以印刷在不透明层150的顶部上。该层可以以深色印刷,例如红色。尽管在图9中,防羽化元件仅示出在不连续图像154外部的区域中,但是在其他实施例中,防羽化元件可以印刷在不连续图像154内的间隙中。然后可以在图9中所示的层的顶部上印刷图10中所示的另一个不透明层158。该层可以以浅色印刷,例如白色。
[0097] 最终结果如图11所示,图11显示了通过基材观察时堆叠层的视图。在该替代实施例中提供包括多个图像元件的不连续图像没有羽化缺陷的154。在形成于不透明层150中的窗口152外部的区域中,防羽化元件156从基材的任一侧不可见,被不透明层150或不透明层158覆盖。在窗口152内,防羽化元件具有稍微改变不连续图像154的背景颜色的效果。例如,防羽化元件可以将背景从白色改变为非常浅的红色。
[0098] 在上述实施例的又一变型中,图12描绘了与图11中所示的布置相同的布置,除了窗口152具有与形成不连续图像154的一部分的图像元件精确匹配的形状。在图12中,可以看出没有可见的防羽化元件。
[0099] 图13和14描绘了不透明层被施加到基材的相对侧的实施例,并且以一维双凸透镜阵列的形式将聚焦元件用于采样在基材的相对侧上形成不连续图像的图像元件。按照不连续图像的方式同时将防羽化元件施加到基材上。在两个实施例中,不连续图像和防羽化元件以相同的旋转印刷动作施加。
[0100] 图13中描绘的实施例160是“半窗口”微光学装置,其中印刷在基材164上的不透明层162包括窗口166,但是印刷在基材164的相对侧上的不透明层168不包括这样的窗口。在这种情况下,当透镜阵列172通过窗口166采样时,可以观察到在不透明层168和基材164之间印刷的图像层的不连续图像170。由于作为图像层的一部分而被印刷的防羽化元件174的印刷,因而通过窗口166看不到羽化效果。
[0101] 图14中描绘的实施例176与图13中所示的实施例相同,除了下部不透明层178还包括窗口180,因此该实施例描绘了“全窗口”微光学装置。尽管通过窗口180可以看到不连续图像170,但是当通过窗口166观察时,形成不连续图像170的图像元件仅导致由透镜阵列172引起的采样图像的投影。
[0102] 应当理解,在具有窗口的不透明层与基材的至少一部分重叠的一些实施例中,由不连续图像和防羽化元件组成的图像层和不透明层可以以相同的旋转印刷动作印刷,并且图像层和不透明层可以由相同的油墨或其他印刷材料形成在基材的一侧上。这些实施例在图6和7中示出。
[0103] 然而,在其他上述实施例中,图像层和第一不透明层可以以单独的旋转印刷动作印刷,并且图像层和不透明层可以由不同的印刷材料形成在基材的一侧上。这样的实施例在图13中示出。
[0104] 在一些上述实施例中,图像层和不透明层是共面的。这些实施例在图6和7中示出。然而,在其他实施例中,不透明层和图像层可以印刷在不同的平面中,例如图13和14中所示的实施例中的情况。
[0105] 适用于本发明实施例的透镜不限于一维透镜阵列。也可以使用二维透镜阵列,包括六边形和矩形的透镜阵列。
[0106] 虽然上述实施例涉及在微光学装置上印刷不连续图像,但应当理解,为了在不产生光学效果的装置上凹版印刷不连续图像,特别是用于视觉验证的不连续图像,也可以应用本发明的原理。例如,诸如微文本、高分辨率图案作品、高分辨率线条艺术以及具有前缘的高分辨率色调图像的高分辨率不连续图像可以印刷在包括基材和叠加图像层的装置上。在这些实施方案中的一个或多个中,基材不需要是透明或半透明的。
[0107] 在本说明书(包括权利要求)中使用术语“包括”、“包括”、“包括”或“包括”的情况下,它们将被解释为说明所述特征、整数、步骤或组件的存在,但是不排除一个或多个其他特征、整数、步骤或组件或其组的存在。
[0108] 应当理解,本发明不限于这里描述的特定实施例,这些实施例仅作为示例提供。本发明的范围由所附权利要求限定。